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宇宙の光の速度は不安定?

ブラックホールは重力で光(秒速30万km)すら離さないから暗いと聞きますが、 そうなると宇宙から届く光は、みんなそれぞれの恒星や中性子星などの重力を受けて 速度がマチマチって事なんでしょうか? 時々「2億光年彼方」などという言葉を聞きますけれど、 あまりに重力が強い天体から届いた光は実はもっと遅れているなんて事も 起きてるのでしょうか? それとも単に、別の方法で計算した距離を光の速度で割っただけなんでしょうか?

noname#202167
noname#202167

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  • ベストアンサー
  • 回答No.7
  • mrps
  • ベストアンサー率20% (14/70)

 光速と表現されるのは、一般的に光の最高速のことを言うようです 何万光年とかの距離はその間に光の速度を遅くする要素がない場合の到達時間です。  光は強力な重力作用がない場合でも、水やレンズなどで屈折する場合でも遅くなります。  作用状態から脱出するとまた”光速”に戻ります。  私たちの目に飛び込んだ際にも遅くなります。このおかげでちゃんとした画像として認識し易いのです。  で遅くなったり、極端な場合(ブラックホール)速度がなくなったりしますが、 最高速は変わらず”光速”のままです。  わかりやすいのは自転車からボールを投げるとボールの投げられた速度+自転車の速度がボールの初速になりますが、 自動車のヘッドライトの光には自動車速度分は加わりません。  光速で進む宇宙船からヘッドライトをつけてもその先は暗いままになってしまいます。  光速は遅くなる(長い波長)ことはできても最高速を越えられません。

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質問者からのお礼

なるほど。普通の物とは違った規則で変わっているのですね。 遅れましたがご回答ありがとうございました。

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その他の回答 (6)

  • 回答No.6
  • psytex
  • ベストアンサー率21% (1065/5004)

基本的な点を、確認しておきます。 重力によって影響を受けるのは、 光の速度ではなく、光の波長です。 つまり、ブラックホールから光が脱出できなく なるのは、「光の速度が遅くなる」からではなく、 光の波長が無限大に伸びるからです。 シュバルツシルト境界に近づくにつれ、 そこからの光の波長は伸びるし、その物体の 時間の流れは遅くなります。

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質問者からのお礼

光の波長が無限大に伸びる・・空間のゆがみ・・時間の流れ・・ 難しいですね; ご回答ありがとうございました。

  • 回答No.5
  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)

「考えることもできる」だからまあいいといえばいいけど, 赤方偏移で説明するのは危険じゃないですかね>#3. 回転してたりすると無限赤方偏移面と事象の地平面は異なりますし. 一般に重力が空間をねじまげるんだけど, 重力が強すぎるとねじまがりすぎて光も出られなくなるってのがブラックホールです.

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質問者からのお礼

>一般に重力が空間をねじまげるんだけど, 重力が強すぎるとねじまがりすぎて光も出られなくなるってのがブラックホールです. なるほど。 光の波長が変わる事も気になりますが・・宇宙って不思議ですね。 やっぱり、地球で生きてる上での常識なんてほんのカケラに過ぎないんですね。

  • 回答No.4
  • debukuro
  • ベストアンサー率19% (3635/18948)

ブラックホールに引かれて光が脱出できない あまり正確な表現ではありません 人工衛星を考えてください 地球の引力に引き戻されない速さで地球の周りを回っています この引力がべらぼうに強くなると人工衛星もべらぼうな速さで飛ばないと地球に落ちてしまいます 人工衛星を光に置き換えますと 光の速さが遅くなることはありませんが重力に引かれて経路が曲げられます この現象は重力レンズとして観測されています 天体の重力が大きくなって光が天体に落ち込まずに進み続けるために必要な速さが三億メートル毎秒になると光は永久にその天体の周りを回り続けることになります つまり天体の重力が大きくなって必要な脱出速度が三億メートル毎秒以上になった物がブラックホールです ブラックホールに引かれて光が遅くなるわけではありません 光の速さは常に三億メートル毎秒です

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質問者からのお礼

垂直方向なら脱出速度ほどの速度が無くても重力の発生元から遠ざかれると聞きおよびますけど、それはまた別の話なのかな・・。 ご回答ありがとうございました。

  • 回答No.3

こんにちは、はじめまして、ブラックホールの話ってすごくわくわくしますね。 > ブラックホールは重力で光(秒速30万km)すら離さないから暗いと聞きますが、 > そうなると宇宙から届く光は、みんなそれぞれの恒星や中性子星などの重力を受けて > 速度がマチマチって事なんでしょうか? 普通はそうですよね、重力で引っ張っているんだから光が遅くなるんじゃないか? ところが光の光たるゆえんで静止質量がゼロですので、重力によって速度が遅くなるということはありません。光速度は一定としか観測されないということですね。 ではそのような重力が強いところではどうなるか、やはり脱出するためにはエネルギーがいります。で、通常の物質ですと運動エネルギーが減って速度が遅くなってしまいます。では光はどうなるでしょうか。 光のエネルギーを考える場合に、だいじなことは波長です。ガンマ線やX線も光の仲間でですが、エネルギーが強烈になります。赤外線や遠赤外線は別に照射されてもたいしたことはありませんが、ガンマ線やX線ですと命にかかわります。このように、光は波長が短くなればなるほどエネルギーが高くなります。 でどうなるかというと、重力が大変強い場合は、その重力のため光の波長が長くなります。そのため、これは重力による赤方変位とよばれます。重力が強くなればなるほど光はどんどん波長がながくなり、ついには波長が無限大になった場合には、もはや光がとどくことはありません。 ブラックホールから光が脱出できないのはこのように考えることもできます。

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質問者からのお礼

光は波長が伸びるんですね。 丁寧な説明ありがとうございました。

  • 回答No.2
  • potachie
  • ベストアンサー率31% (1065/3387)

真空中の光速を一定と考えるところから組立てたのが、相対性理論ですから、ご質問の内容を起こすためには、別の絶対的な指標を考える必要があります。 ニュートン力学と相対論の折半みたいな発想をすると混乱してしまうので、基準は何?と常に自問しないと混乱してしまいます。

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質問者からのお礼

専門的でちょっとわかりませんが、このテーマは難しい話にも至るのですね。 まだ光については結論が出てない事が多いのでしょうか。 ご回答ありがとうございます。

  • 回答No.1
noname#160321
noname#160321

>ブラックホールは重力で光(秒速30万km)すら離さないから暗い これは「良くある誤解」です。 光子には質量が無いのでブラックホールと重力で相互作用している訳ではありません。 一般相対論が主張するところでは、飛び出せないのは重力で時空がゆがめられて光は同じところを堂々巡りしてしまうので飛び出せないのです。 光の速度は「加速度運動」している物体から出る場合一定ではありません。 しかし我々が観測できる光の速度は一定で変わることはありません。

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質問者からのお礼

なるほどー・・ 光も素粒子でっしたっけ。質量が無いとは聞いていましたが存在が有るなら 重力の影響を受けているのかと思ったのですが、 光は空間を最短距離で通って、重力で空間が曲がるから曲がってるように見える・・ とかでしたっけ。 空間・・時空・・いまいち上手く想像できないですが、そういうものなんですね。 >光の速度は「加速度運動」している物体から出る場合一定ではありません。 そうなんですね。 となると誤差程度だけど出発点が動くものは一応差が出てるんですね。 >しかし我々が観測できる光の速度は一定で変わることはありません。 空間を進む量が一定だから地球上ではおなじに見えるのでしょうか。 うーん・・少しこんがらがって来ましたが、ありがとうございます。

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