ニュートリノの光速超えの特殊相対性理論崩壊について

質問

ニュートリノの光速超えで特殊相対性理論崩壊といわれてますが、光速を超えた物質が存在するとなったということはニュートリノじたいが時間経過が戻った過去の物質になってるということでしょうか？

光速に近づくにつれて時間の経過が遅くなるというのはそのままだとは思うのですが、光速に達したニュートリノに寿命のような物質が劣化する時間経過が起こらなかったなどというのはまだ実験段階なのでしょうか？

光速を超えれば時間がマイナスに進むという概念はまだなくなっていないのですよね？

あとニュートリノというのは小さすぎて目に見えないのでしょうか。無数にかたまったら見えるのでしょうか？

どなたか２０１２年現段階での科学の説など教えて下さい。

回答No.3

noname#175206 · ベストアンサー

>ニュートリノの光速超えで特殊相対性理論崩壊といわれてますが、

　いえ、それは相対論を知らない人が記事を書いたからでしょうね。アインシュタインは気が付かなかったか、考える必要がないと思ったか、どちらかのようなのですが、彼以後の研究者が、特殊相対論の枠内で理論的に全く矛盾のない超光速があり得ることを示しています。
　それがタキオンと呼ばれています。ちなみに、光及びもし光速度のものがあればルクソン、我々のような普通の物質をタージオンと呼んでいます。

　崩壊する可能性があるのは、人類が物理学以前から万古不変の経験則的な真理「因果律」、つまり、時間的に原因が先にあって結果がその後で起こるというものです。

>光速を超えた物質が存在するとなったということはニュートリノじたいが時間経過が戻った過去の物質になってるということでしょうか？

　観測されたニュートリノが超光速のタキオンであれば、それ自体の時間については、今のところ、物理学的に定義できていません。

　ただ、普通の物質と接触するとエネルギーと化して双方消えてしまう反物質と呼ばれる物質は、理論的には普通の物質の時間を反転したものと説明されています。
　これは、ディラックという物理学者が、量子力学を特殊相対論を使って書き直していく途中で、電子の数式の時間を反転すると、電荷がプラスという電子と反対の陽電子を理論的に示したことから、研究が始まりました。
　しかし、反物質自体が過去に戻っていく物質であったとしても、情報を含めて何かを過去に送ることはできないため、因果律には関係しません。

>光速に近づくにつれて時間の経過が遅くなるというのはそのままだとは思うのですが、

　その通りです。

>光速に達したニュートリノに寿命のような物質が劣化する時間経過が起こらなかったなどというのはまだ実験段階なのでしょうか？

　まったく何も分かっていません。ただ、通常のニュートリノは光速度未満の速度です。また、ニュートリノが時間経過により何らかの変化を起こす可能性は、他の素粒子と同じく、おそらくありません。
　素粒子でも陽子は例外で、非常に低い確率で崩壊してエネルギーに変わると、理論的には予想されています。それを観測しようとしていますが、今のところ観測されておらず、理論が予想するより低い確率でしか崩壊しないのではないかとも言われています。

>光速を超えれば時間がマイナスに進むという概念はまだなくなっていないのですよね？

　光速度を超えた物体自体の時間についてはよく分かっていないことは述べました。
　ただ、時間を逆光する物体があったとして（タキオンならあり得ます）、我々から見たら、単純に光速以下で移動しているようにしか見えません。
　仮に物体が宇宙船だとして、宇宙船から見て出発地点から到着地点への移動は、我々から見たら、到着地点から出発地点へ移動しているように見えます。ただ、その我々から見た到着地点で宇宙船の時間、まあ時計としますと、未来からやってきたことが確認できます。

>あとニュートリノというのは小さすぎて目に見えないのでしょうか。無数にかたまったら見えるのでしょうか？

　他の素粒子と同じく、一つ一つは非常に小さく見えません。
　実は、今も大量のニュートリノが主に太陽から地球に降り注いでいますが、光と違って全く見えません。
　これは、光が可視光以外は目に見えないだけなのと違い、ニュートリノは全ての物質をすり抜けて行ってしまうからです。地球を10個並べても易々と貫通してしまう、などと表現されるほどです。

　すり抜けるというのは、相互作用がないということです。相互作用がなければ、見るどころか、どんな観測装置を作っても、観測できません。

　ニュートリノは、ほんのわずかだけですが、相互作用を起こすこともあります。ですので、非常に苦労しますが、観測できることもあります。

　そうだからこそ、超光速かもしれないという実験結果が出たのですし、以前には、それまでは理論的には決められなかった質量の有無（質量が無ければ光と同族のルクソン）について、質量がある（つまり、タージオン）と確認することもできました。

お礼

各所でまだまだ聞き足りないことが山ほどありますが、非常に勉強になりました。タキオンについて興味が非常に沸いたので調べてからまた質問させて下さい。ありがとうございました。

回答No.4

雪中庵（@psytex）

よく誤解されるのは、「相対性理論では超光速はあり得ない」というデマ。
相対性理論では、「通常の物質は光速に近づくにつれ質量が無限大に
なるので、光速には到達できない」と言っているのであって、最初から
超光速であれば問題はない。
ただし、エネルギーが虚数になり、相互作用で自乗ではたらくので、
負エネルギー＝時間軸逆行と等価となる、と指摘されたのであって。

ただ、この物理的な「時間逆行」というのは、「時計が逆に回る」とか
「ぬるま湯が氷と熱湯に分かれる」といった我々の考える“時間反転”
ではなく、素粒子が時間軸を逆行する＝力を加えた方と反対に動く＝
負エネルギー粒子と等価のものです。

お礼

ありがとうございました。
非常に勉強になりました。

回答No.2

srafp

小生は科学的知識が乏しいので、科学系雑誌等で読んだ内容を自己の理解した言葉で書くしか能がありません。
ですので、間違っているかもしれませんが

> 光速を超えれば時間がマイナスに進むという概念はまだなくなっていないのですよね？
無くなってはおりませんが、時間の因果律を考えると否定されているのも事実です。
尚、超光速で移動すると言う事は、時間を遡るのではなく、ドンドン過去に遡った情報が飛び込んでくるだけと言う考えに私は納得しております。
　⇒光速で移動したところで、同じ出発点から１秒前に発した光には追いつかない。
　　しかし超光速で移動すれば、同じ出発点から１秒前・１分前・１時間前・・・１４５億年前に発せられた光に追いつく。もしも、テレビの電波を拾って映像を見る事ができるのであれば、テレビ画面に表示されている時間はドンドン過去に遡るが、これは超光速で移動している物体が過去に遡っている訳ではない。よって、時間の因果律は守られる。

お礼

なるほどです。すでに発せられた情報を取得しているのみであって、完全に過去の時間に遡及しての取得ではないとも考えられるんですね。非常に勉強になりました。ありがとうございました。

回答No.1

mide

特殊相対論では，通常の物体が光速に近づけば近づくほどその時間の経過は√（1-v^2/c^2）の度合いで遅くなります。そして光速を超えることはできませんが，もともと超光速の粒子があると仮定して相対論を拡張するならルートの中がマイナスになるのでその固有時は虚数になります。ルートの値がマイナスになるわけではないので，

>光速を超えれば時間がマイナスに進む

ということにはなりません。

ただ，超光速の粒子があるとすれば，それと光速に近い速さで離れていく通常の物体とを使って「過去への情報伝達」が計算上可能になります。

ニュートリノは通常の物質とほとんど相互反応しない素粒子です。小さくて見えないというより，素通りしてしまうので大量にあっても存在がほとんど分からないのです。

お礼

相互反応しない素粒子。勉強になりました。
ありがとうございました。