素朴な疑問：力の伝達速度

質問

光には、速度があるのは解りましたが、重力とか、磁力というのは、瞬間的に力を及ぼすものなのですか？（天文学的に）
変化する磁力というものは、いくら離れていても、瞬間的に作用するのでしょうか？なんだか、不可解な気がしますが？？？

回答No.3

Mell-Lily · ベストアンサー

残念ながら、物理学においては、重力の理論は完成されていない、というところが現状なのです。物理学のあらゆる理論は、相対性理論と量子力学の要求を満たしていなければならないと考えられていますが、重力については、その力の大きさが余りに小さいために、量子効果を実験によって観測することができないので、整合的な理論を構築することもまたできないのです。基本的には、重力も、光の速さと同じ速さで伝わると考えられます。
磁気力は、電磁気力という力の一面なのですが、電磁気力は、量子電磁気学によって記述されます。電磁気力は、光子の振る舞いによって説明されますから、やはり、磁気力の伝達速度も光速ということになると思います。

回答No.4

CaF2

どうも。こんにちは。

Mell-Lilyさんのお答で完璧なんで、特に答ではないんですが
雑感などを語らしてください。

　子供の頃、力積ってゆ～のを

　　運動量の変化　＝　力　×　力の持続時間

と教わって、すごく、おかしいな～って思ったんです。

例えば、物が落下して地面に激突して、反発するとき
　運動量の変化：有限　
　力の継続時間：０　（子供が習う力学の衝突イメージでは）
だから
　力　：　無限！！

　力が無限？？なら・・・
　　あらゆるものが衝突したとたん破壊されるじゃん！！って。

これが、古典力学という学問に疑問をもった最初でした。

　私がこの疑問を、今、若い方に問いかけると
すぐ「弾性」とか「電磁気力的な反発」とかいう言葉で反論されるのですが
それは反論になっていないと諭します。
　「力」というものを考えた矛盾なら、「力学」の根源・起源の問題で答え
なければ、答えたことにならないのですから・・・

　この疑問は、長じて
　世の中には、４つの力（強い力、電磁気力、弱い力、重力）
があり、
　４系統の力の素粒子の作用により、力は媒介される。
ということを知り、
　「力学」の根源を「素粒子の相互作用」と悟れた時
やっと解決しました。

つまり
　「力の伝達は、不確定性原理が許さない範囲では、光速を超えられない」
したがって
　「力の伝達は、マクロ（統計）的には、光速以下である」
だから
　「力は見かけ上有限で、地面に落ちた物が、壊れないこともある」

　まさしく、fushigiさんの疑問、
「力は瞬間的に作用するか？」
　は、私のこの疑問とほぼ同じことなんだな！って思います。　

　根本というか、第１原理というか、に立ち戻って理解する事は
とても大切なことだと思います。

お礼

そうなんですか、４系統の力の素粒子の作用により、力は媒介されて、「力学」の根源は「素粒子の相互作用」なんですか。素粒子の振舞に起因するのなら、光速を超えられないですねー。納得しました。時々宇宙の地図みたいなものを見ますが、力学を含めた瞬間の地図を精確に書くなんてーのは難しんでしょうかネー。必要もないでしょうが・・・
良く解りました。どうもありがとうございました。

回答No.2

acacia7

磁力を媒介している量子は「光子」です。＜光って電磁波ですもの。
ということで磁力は光速で伝達すると考えていいでしょう。

重力は「重力子」が想定されているようですが・・
これは確認がとれてるんですかねぇ・・
寡聞過ぎてしりません。（＾＾；；
たぶん、光速じゃないですか？・・

回答No.1

Mell-Lily

もし、何らかの力が、光より速く伝わるとすれば、それを利用して、光より早く信号を送ることができます。ところが、光より早く信号を送ることは、相対性理論によって禁じられています。従って、相対性理論が正しい限り、どんな力も、その伝達速度は、光速以下ということになります。物理学の基本的な理論では、磁力も、重力も、瞬間的に伝達する力とは見なしません。

補足

それでは、重力と磁力の伝達速度はいくらなのでしょうか？