光が引力で曲がるということは？

質問

相対性理論だったと思いますが、光も引力で曲がるというのがあったと思います。
引力に反応するのは質量のみなので、光にも質量があるということですか？

回答No.1

pamtune · ベストアンサー

光には質量があるという考えはありません

引力の極めて強い空間では、空間に歪みが生じるために

光は最短距離の直線上ではなくやや屈折した曲線経路を通らなければなりません。

この場合の曲線とは、私達が感じ取れる３次元の曲線ではなく、４次元目の時間という歪みです。

歪みは人間の視点から見れば直線ですが４次元で考えると曲がっているのです

そして４次元空間の影響を受けた光は３次元では光の速度の遅延として影響が出ます

光は平行に足並みを合わせて進む性質があります

ここで、光子Ａと光子Ｂを考えます

二つは同時に発射され、Ｂが重量の影響を受け速度が落ちるとします

少し時間が経つとこのようにＡとＢがずれてしまいます
Ａ━━━━━━━Ａ

Ｂ━━━━━━Ｂ

そこで、

Ａ━━━━━━━Ａ
　　　　　　　　　＼　
Ｂ━━━━━━Ｂ　　＼
　　　　　　　　＼　　＼
　　　　　　　　　＼　　Ａ
　　　　　　　　　　Ｂ

の様に屈折することで光は平行に進むことが出来ます

光は重量に引っ張られて曲がるのではありません

よって光に質量はありません

お礼

回答有難うございます。

回答No.5

mide

一般相対論によれば，光が重力で曲がるのは曲がった空間の測地線（最短の経路）を光が通るからということになります。

私は詳しくないし自分で計算はできないのですが，光に質量があると仮定してニュートン力学で計算される曲がり方の角度と，一般相対論による角度は違い（後者の方が大きい），現在までの観測結果は一般相対論にしたがっているそうです。

お礼

回答有難うございます。

回答No.4

雪中庵（@psytex）

エネルギー＝質量です。
物体は、加速されると、質量が増大します。
光子は、運動量（最小エネルギー単位）だけの粒子であり、
その運動エネルギー分の質量があります。
（一般に「光子には質量がない」というのは「静止質量が～」の意味）

換言すれば、我々の目にする静止質量は、根源的に（超弦理論により）
光量子に還元されるものが、階層現象の奥の運動量としてに潜在化
される事によって二次的に生じているのです。

お礼

回答有難うございます。

回答No.3

Tacosan

およそ #1 と同じ答えになるんだけど, 「光が引力で曲がる」というのは正しい解釈ではありません.

引力によって時空が曲がり, その曲がった時空の中を光は「まっすぐ」進みます. 「時空の曲がり」を直接見ることはできないので「光が曲がっている」ように見えますが, 実際には光は「最短経路でまっすぐ」進んでいます.

お礼

回答有難うございます。

回答No.2

naniwacchi

こんばんわ。

「引力」というのは「重力」のことですよね。
重力は「エネルギーと相互作用」をします。

一般相対性理論ではアインシュタイン方程式と呼ばれる式が出てきますが、
そこには直接「質量」という項は出てきません。
代わりに、運動量やエネルギーといった項が現れてきます。

光(光子)は質量は持ちません。しかし、エネルギーは持っています。
よって、重力と相互作用をし、
その結果「曲がる」という現象が起きることになります。

お礼

回答有難うございます。