地上より上空の原子時計が速い理由

質問

地上でも上空でも電子の電荷量は不変と考えられます。その一方で、原子核と電子の重さは上空で軽くなります。結果として、自由電子からの電磁力が不変でも原子核はより振動しやすくなるのでしょうか。

回答No.3

okok456 · ベストアンサー

重力による空間の歪みが要因のようです。
https://hatenakuma.com/gravity
重力レンズ
http://cosmos.phys.sci.ehime-u.ac.jp/~tani/Cosmos/PressRelease/lensing.html
空間が歪み引き伸ばされると、時間も引き伸ばされるようです。
https://gigazine.net/news/20230106-black-hole-time-travel/

重力の影響が地上より低くく、空間の歪みが少ない上空の方が時の流れは早くなるようです。

余談です。
GPS衛星の高度は地上1秒間に100億分の7秒速く進みますが
GPS衛星は高速で移動し1秒間に100億分の2.55秒遅れ
差し引き地上より1秒間に100億分の4.45秒速く進むようです。
さらに、地上との距離、その間の電離圏の影響なども加味し
修正しているそうです。
参考に
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%99%82%E9%96%93%E3%81%AE%E9%81%85%E3%82%8C
こちらも
https://www.nict.go.jp/publication/NICT-News/1008/02.html

お礼

電離層も影響する、重力だけでなく電磁力も影響するのですね。知りませんでした。参考文献もありがとうございます。

重力で空間が歪む？？理解が難しいので、天才アインシュタイン先生に敢えてしたい質問。

原子時計を上空に持っていったり高速で飛ばしたりすると振動周波数が変化します。１メートルの鉄棒を熱帯に持っていくと長くなり、寒帯に持っていくと短くなります。熱で空間が歪むのでしょうか？

原子時計も鉄棒も場所によって周波数や長さが変わるので、その変化に合わせて空間を歪めると、かえって科学が難しくなるような。初心者のトンチンカンな質問で、大変失礼しております。

回答No.4

薫子（@kao-ruko）

上空の方が
速いスピードだからです。

お礼

ありがとうございます。スピードが速いと、進行方向から衝突してくるニュートリノの回数と速度が増加し、背後からは減少し、偏りが出て、振動しやすくなる？脳内がグチャグチャで失礼しております。

回答No.2

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

重力を持つ天体の付近と遠い場所においては、時間も空間も影響の受け方に差が出るので、その場で観測する限り原始振動は同じなのですが、他の場所から観測した場合に「差」がでてくるのです。
「時空の歪み」

時速２００kmで走っている新幹線の中で、ボウルをポンと上に投げて手に戻る。そのときのボウルの移動距離は車内の人と車外で止まっている人から見た場合では違ってきます、時間というものをイメージするのはなかなか難しい部分もあるので、ボウルの移動距離で、どこから観測するかで違ってくる、という「例」としてみましたが、、、伝わりますかねぇ。。。

お礼

丁寧な解説に感謝します。

原子時計の原始振動の周波数がどこでも不変、という概念が理解しにくい感じです。
A. ニュートリノや重力子のような素粒子が原子内部、原子核と自由電子の間も通過しているのなら、素粒子が原子核の振動周波数に影響を与えているのではないか。
B. 上空の原子核よりも地上の原子核にヒッグス粒子がより多く付着しているのなら、ヒッグス粒子も原子核の振動周波数に影響を与えているのではないか。

私個人としては、ヒッグス粒子が原子核に付着しているのではなく、宇宙の果ての四方八方から飛来して原子核や電子を押しているのだろうと感じす。分かりやすく教えてくださり、ありがとうございます。

回答No.1

sknbsknb2

(1)重力がより大きな環境では、時間はより遅く進む
(2)地上と上空では、上空のほうが重力が小さい
(3)したがって原子時計の時間は上空のほうが速く進む

上記を宇宙の法則として受け入れるしかなく、それ以外の原因を考えることは、少なくとも時間の本質がわかっていない現時点では無意味だと思います。

お礼

時間の本質、物理の本質を見抜かれたご回答に感謝します。時に始まりと終わりは有るのか？人には時間の概念、永遠を思う心を与えられていますですね。旧約聖書伝道の書３章11節。新約聖書啓示１章４節。

重力波（重力子）が原子時計に影響するのであれば、電磁波（光子）も原子時計に影響すると推論できるのかもです。重力が時空を歪めているなら、光も時空を歪めている？遠赤外線の多い熱帯では１メートルの鉄棒が長くなり、従って約30万キロを光が進むのにかかる１秒間も長くなる？天才科学者の皆さんと違って、私には空間は真っ直ぐと考えて科学する方が易しそうです。

ヒッグス粒子が原子時計にどう影響しているのか、私には理解できていないです。ヒッグス先生も天才ですよね。