重力による時間の遅れ

質問

重力によって時間が遅れるということは、距離が変わらず速度が減少するっていうことですよね？

そうであれば時間原器の重力補正をしないと、真空中の光速度が一定になるのは理解しますが正しい距離や速度は解らないのですが、言うことがなにか間違っていますか？

回答No.6

noname#175206 · ベストアンサー

>重力によって時間が遅れるということは、距離が変わらず速度が減少するっていうことですよね？

　たとえば、星に落下していくとして、ニュートン力学で計算した速度より遅くなるという意味なら、合っています。極端な例でブラックホールでは、時間が止まる事象の地平面で落下が停止することから分かるように、自由落下での減速も起こり得ます。

　注意が必要なのは、外界で重力源に対して静止した座標系からは、そのように言えるということ。自由落下していく系では、そのようにはなりません。

>そうであれば時間原器の重力補正をしないと、真空中の光速度が一定になるのは理解しますが正しい距離や速度は解らないのですが、言うことがなにか間違っていますか？

　たとえば、GPSでは、人工衛星と地表との重力の違いを考慮して、原子時計の時刻を補正しています（その他に相対速度も考慮した補正をする）。それにより、カーナビやマンナビは、それ以外の誤差の範囲で正確に動作しています。

　そういう重力の強さによる補正が必要という意味では合っています。

　なお、理論的には、局所的な自由落下により、どんな重力場でも重力の影響は打ち消せます。

補足

回答有難うございました。
そうですね、等価原理の問題になろうかと
一般相対性理論の対抗理論がない中で、これ以上の回答を求めることもできませんので、締め切ります。

回答No.5

alchool

・・・えーと

1つ目

相対論では「慣性系によってABの距離が変わる」っていうのは知ってる...よね？
つまり上図はあるA、Bに対して静止している観測者から見た図、ってことで理解していいのかな？

2つ目

「一定」って言葉が沢山出てきてるけどさ、
「Aは変化するけど、それにかかわらずBは一定」っていうのが「一定」なわけやん？
この「一定」は「何によらず一定」なん？
「1.の場合と比べて変化なし」って意味でいいの？

3つ目
ここで書いてある「時間遅延」ってかいてある「時間」って何の時間？
重力空間と無重力空間では、時計の進み方が違うっていう知識は持ってるわけだよね？
つまり「無重力空間の時計」と「重力空間の時計」を比べた時に後者は前者に比べて「針の進み方が遅い」
これを今「時間遅延だ」と言ってるんだよね？
解釈合ってる？

4つ目
AからBに辿り着くまでの時間（無重力空間の時計基準で）という意味の「到達までの時間」もあるわけだよね
これは、時計の針の進み方とはまた別だよね
これはOK？

１、重力も媒質もない場合
２、媒質がある場合　　　　1.の場合と同じ距離　 1.と比べて速度減少　1.と比べて時計は速い　1.と比べて到達に時間がかかる
３、重力場がある場合　　　1.の場合と同じ距離　　1.と比べて速度減少　1.と比べて時計が遅い　1.と比べて到達に時間がかかる

2.と3.はイメージ的には近いけど全部が全部同じじゃない。

＜＜重力によって可変する時間原器の進み方の光伝播距離

「重力によって可変する時間原器の進み方の光伝播距離は一定」

・・・これ日本語として成り立ってるとホントに思う？
・・・ちょっとひどくないっすか？
ダイジョブか？

もしかして
光が伝搬する距離＝重力場の時計の進み方×速度　これが一定だと言いたい？
その解釈で合ってる？

ちゃうちゃう
光が伝搬する距離＝到達時間×速度　だよ。まさに常識的に。

時計が遅れるのと、到達までに時間がかかるのは別の話でしょ。

もうちょっと正確に文章書けない？
現状だと常に何パターンも文脈を想定して、その中から意味の通じそうなのを選ばなきゃいけないわけですよ。

＜＜超新星事象を利用した宇宙と時空の・・・
このURL付きの文章はつまり「私の考え方の正しさの根拠」という意味で掲載しているわけだよね。
でもこの文章とあなたが書いた文章に繋がりが見いだせない。
ちゃんと文章で関係性を示してもらわないとさ。
僕はエスパーじゃあないんだ。君の頭の中までは覗けない。

回答No.4

alchool

＜＜時間の原器なく、どうやって時間をきめるのですか？

「原器」っていうのは、
「今日から誰が何と言おうと、今ここにおいてあるこの重りが1kgの定義だ。
　え？もともとの定義は0度1リットルの水の質量が1kgだろうって？
　関係ないね、とにかく今日からこの重りが世界のルールだ。わかったか！」

というのが「原器」という物理量の決め方。
今は「原器」は正確じゃないから信用されてない。
「0度1リットルの水の質量が1kg」みたいな感じで決めるのが今流。
今は「1秒はセシウム133原子(133Cs)の基底状態にある二つの超微細準位間の遷移に対応する放射の 9 192 631 770（約100億）周期にかかる時間」らしい
これは「時間の基準」であって「時間原器」じゃない

「時間原器の重力補正」だと
「世界に一つしか無いメートル原器を、補正のためにひん曲げる。」
みたいな事をイメージしちゃう。

補足

時間の基準、了解しました。
回答のほうよろしくお願いします。

回答No.3

alchool

文章がおかしんだけど、大丈夫？
落ち着いて質問を書きなおしてみて?
「主語」と「述語」をちゃんと意識して、文章と文章を正しい接続語でつなげみて？

上記は下のような質問でOK？

---------------------------------------------------------------------------------
質問

重力によって時間が遅れるということは、距離が変わらず速度が減少するっていうことですよね？
もし時計にGPSの静止衛星のような重力分の補正が施されていないと考えるならば、重力中でも光速度一定の原理が成り立つのだと解釈しています。
しかしながら、その方法では正しい距離や速度を知ることができないと思います。
私の言っていることはどこか間違っているでしょうか。
--------------------------------------------------------------------------------　

1つ目
＜＜重力によって時間が遅れるということは、距離が変わらず速度が減少するっていうことですよね？

距離=時間×速度だから...
という話なんでしょうか？
時間の遅れというのは、そういう話では全くないんですよね・・・。

２つ目
＜＜真空中の光速度が一定になる

特殊相対性理論では確かにそういう原理が成り立つんだけど、一般相対性理論ではそもそもこれが成り立つとはされていません。あくまで「特殊」な場合に「光速度一定」になります。この「特殊」というのは、重力場（つまり空間の歪み）がない場合のことです。

＜＜その方法では正しい距離や速度を知ることができない

つまり、「この方法で得られる距離や速度というのは正しくない」と思っているということですよね？
その考えをもう一度文章にまとめられるかな？
つまり「〇〇だから正しくない」という形にまとめるということ。
できますか？

P.S.
「原器」というのは、「メートル原器」や「キログラム原器」のように
世界に一つしか無い、そのもの、それ自体を指します。
時間原器というのは今のところありません。

補足

ご丁寧にありがとうございます、では以下で

３の重力場の概念的な凹凸が入ることは、光がジグザグに進むために媒質中の光波速度が減少するのと説明される２と変わりはないでよろしいでしょうか？

１、Ａ→→→→→→→→→→Ｂ、ＡＢ距離一定、時間一定、速度一定
２、Ａ→→→Ｃ（媒質）→→→Ｂ、ＡＢ距離一定、時間遅延、速度減少
３、Ａ→→→Ｃ（凹凸）→→→Ｂ、ＡＢ距離一定、時間遅延、速度減少

もしそうであれば、真空中の光速度不変は、現実の光の速さ＝距離/時間ではなく、重力によって可変する時間原器の進み方の光伝播距離は一定という事実に留まります。

超新星事象を利用した宇宙と時空の物質-エネルギー密度の天文学的測定は、空間の曲率は0に近いことを示唆している。これは、時空の局所幾何は時空の間隔に基づいた相対性原理により導かれるが、近似的に有名なユークリッド幾何学による3空間から導くこともできる、ということを意味している。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E3%81%AE%E5%BD%A2

回答No.2

TooManyBugs

＞重力によって時間が遅れるということは、距離が変わらず速度が減少するっていうことですよね？
減少しません。

間違ってます。
まず「時間原器」なるものは存在しません。

>時間原器の重力補正をしないと、真空中の光速度が一定になるのは理解しますが
速度が減少すると言いながら一定になるのでは矛盾していますね。

補足

たしか原子時計による時間原器があったかと・・・
時間の原器なく、どうやって時間をきめるのですか？

回答No.1

Tacosan

正しいかどうか以前に何を言っているのかわからない.

「時間原器の重力補正をしないと、真空中の光速度が一定になるのは理解しますが正しい距離や速度は解らないのですが」ってどういうこと?

あなたの指摘を待つまでもなく補正が必要なことは認識されています.

補足

何言ってるか解らないのに答えるのはどうしてですか？