宇宙最速は光以外にある？

質問

光より速い速度で遠ざかる天体があるそうですが
たしか光が宇宙最速だと聞いていたのですが、
どうしてなのでしょうか？
速さに上限はないということでしょうか？

回答No.7

nonkun

何だか話がややこしくなってきたので整理します。
光の速さが一定なのは静止している人が見た場合の話。
動いている人から見ればその動いている分の速度が変わります。ですから例えば光速の2/3でお互いの反対方向に離れていく物体があるとすると、その一方から見れば光速の4/3の速さになります。これが私が相対的には光速以上になると書いた理由。でも静止している人から見れば光速より遅いですよね。
で、話をややこしくした原因の光速が一定と言うことについて物理を用いて説明します。
しかしもう１０年ほど前の記憶だけを頼りに書きますので細かい点は忘れてしまってることを前もってお詫びします。
運動エネルギーは1/2×（質量）×（速さ）×（速さ）で表されますが、光の構成物質の光子は非常に小さいのでこの式に当てはめると非常にエネルギーが小さいものになってしまいます。身近なところでは光が物を暖めるだけのエネルギーが無いと言うことになってしまいます。
そこで光の運動エネルギーを考えるときには光は波動と扱って、ある非常に大きな定数を掛けて表すことになりました。（この辺の詳細は忘れました）
で準備が出来たところで、動いている物体から光が放たれたときの光速ですが、動いている物体から光がもらうエネルギーは最初に書いた「1/2～」なので、仮に光速に近い速度で移動していても光の運動エネルギーからすれば無視できるほど小さいのです。（質量が非常に小さいので）
つまり動いている物体からの影響は無視できるほど小さいので光速が一定のように見える。ということです。
どなたか詳細のレス下さい。お願いします。

お礼

ありがとうございます。勉強になりました。

回答No.6

Astroia

相対性理論は、特殊相対性理論も一般相対性理論も、その正しさが証明されています。相対性理論のために行った実験･検証は、全て相対性理論の予言どおりの結果になっています。例えば、粒子加速器で加速された素粒子は寿命が延びたことが実験で証明されています。一般相対性理論の証明としては、水星の近日点の移動によって証明されています。

ちなみに、相対性理論は超高速を禁止しているわけではありません。物体を｢加速」することによって光速以上の速度にすることはできないといっているだけです。
例えば、パチンコ店などによくある、電球を点滅させて光が走っているように見える電飾の速度は、光速以上になり得ます(但しそんなに長い看板はないでしょうが)。

また光速で移動する物体の進行方向と逆向きに高速度に何かを打ち出した場合は、やはり打ち出したものも光速で移動します。

お礼

ありがとうございます。
とても勉強になりました、

補足

車が走っているときにライトをつけると、
そのライトは光以上の速度になるのでしょうか？
もし、何回であれば簡単に説明していただけると幸です。

回答No.5

y45u

相対性理論というのは正しい事が立証されているのでしょうか？それとも、それが正しいという事を前提にいろいろな事を考えるものなのでしょうか？簡単にわかりやすい相対性理論を説明してくれているサイトをご紹介願えないでしょうか、みなさま。

光速で飛ぶロケットから、推進方向と逆向きに光速で何かを打ち出した場合、光速で飛んでいくものなのでしょうか？単純に考えるとその打ち出されたものはその場に静止しそうな感じがしますが、御回答の中に光の速度は変わらないというのがありましたけど、それでいくと静止せずに光速でロケットの推進方向とは逆に飛ぶという事？？

お礼

お役に立てなくて申し訳ないのですが、
授業で習ったことによると、
現在は相対性理論が正論だけど、
また時代がくだるとどうなるかわからないのだそうです。

回答No.4

pine

相対性理論が正しければ、光の速度が上限となるはずですから、光より速い速度で遠ざかる天体というのは、存在しないはずですが・・・
光速の半分の速度で推進するロケットから、推進方向に向かって光を発すると、この光の速度は感覚的には光の１．５倍の速度になりそうですが、やっぱり光の速度は秒速３０万キロメートルを上回ることは無いのだそうです。これは、物体の運動においても同様なのだそうです。お互いに光速で遠ざかる物体間の相対速度も、光速の２倍にはならず、光速となるようです。
あくまでも、相対性理論が正しければの話ですが。

補足

みなさん、まじめに答えていただきありがとうございます。
天文学は少し頭を突っ込むととても難解な数式が出てくるようですが、
それでもこういったことは興味があります。
地球と反対側に膨張する物体であれば光より速いと言うことが可能であるというご指摘勉強になりました。

回答No.3

oh_saturn

光速について、私の聞いた話は前の２人と違うんです。

光の速度は変わらない。

というものです。だから、光速で移動する宇宙船から前に向かって光を出しても、その光の速さは、２倍にならない。つまり、光速をCとすると、C+C=2Cにならずに、C+C=Cである。
それが特殊相対性理論なんだそうです。
では、なぜ光の速度が変わらないかというと、変わっていくのが、時間や距離が変わるのだそうです。
（速度＝距離÷時間で求められるのだから、速度が変わらないのならば、それ以外が変わると考えれば良いと思います。）

回答No.2

nonkun

y45uさんが正解です。
相対的に見て。と言うことになります。
また、ビックバン理論では宇宙の果てがありますが、この光より（相対的に）早い天体の存在があるということを考えると、（地球から見た）宇宙の果てに行ってもそこからはまた地中から見たのと同じ半径の宇宙がある（様に見える）のです。
つまり宇宙の果てと思ってたのはそれより遠いところからは光が届かないので判らないというだけのものなのです。

回答No.1

y45u

光より速い速度で遠ざかるというのはあくまでも地球から見ての話ではないですかね？
宇宙は膨張し続けていると聞いた事がありますけど、太陽系、もちろん地球もどの程度のスピードかは知りませんが動いていると考えると、光速で遠ざかる物体があってそれが地球の移動方向と反対方向に向かって遠ざかっているのなら、地球から見てその物体は相対的に光速+地球のスピードとなって光速より速いような・・・

今後の回答が見たいので、口出ししてみました・・・
光が宇宙最速ってのはあくまでも理論値ですよね。それよりも速いものがあれば面白いなあ。