光と光の間に重力は働く？

質問

光線が2本あったとします。
それぞれを光(1)・光(2)とします。

双方の光は、進んでいるのですが、(1)と(2)の相互間には、重力作用が発生し引力が働くのでしょうか。

回答No.14

kagakusuki

回答No.2です。

>質量は、ヒッグス場の影響により、光速以下になった物の場合発生するようですね。No.2

　ヒッグス場が与える質量とは、一部の素粒子の慣性質量の事です。
　ヒッグス場によって一部の素粒子において、最初は0であった質量が、0ではなくなった事を指して、「素粒子がヒッグス場によって質量を得た」等と表現しているのです。

　回答No.2で私が述べている質量とは、光が存在している「時空の領域の質量」の事であり、素粒子の質量の事ではありませんから、ヒッグス場は関係御座いません。
　ヒッグス場によって質量を得た素粒子の場合は、静止質量エネルギーが0であったものが、有限のエネルギーを得たのに対し、私が述べている「光線が通過している空間」の質量は、最初から光のエネルギーが存在しているのであって、ヒッグス場によって質量エネルギーを得た訳では御座いません。

お礼

御回答ありがとうございました。

回答No.13

中村 拓男（@tknakamuri）

>他の回答を批判しない、という暗黙の了解があるのでしょうか。

暗黙ではなくここのルールになってます。完全に守るのは、無理ですけどね。

http://oshiete.goo.ne.jp/ask/guide/netiquette/answer.html

趣旨は、質問者をおいてきぼりにして、回答者同士が議論を
始めてしまうことを戒めているのだと思います。

質問者さん、変なメールを挟んですいません。

お礼

御回答ありがとうございました。

回答No.12

s_hyama

そうですね、平行に伝播する光のエネルギー同士は重力は発生するけれど、引力が働くような中心力は無いという表現が正しい。

お礼

御回答ありがとうございました。

回答No.11

noel_lapin

回答９の投稿者の方は、なぜ回答５、７を「誤っている」と指摘しないのでしょう？
他の回答を批判しない、という暗黙の了解があるのでしょうか。

別の質問
http://okwave.jp/qa/q8276667.html
では、その質問での回答９の方が私の回答４の誤りを指摘してくれて、助かりました。

お礼

御回答ありがとうございました。

回答No.10

noel_lapin

回答５で、回答３の
「光同士がぶつかることもありません。」はＯＫ。
と書いたのは、低エネルギーの場合です。

エネルギーが強いと光どうしの衝突・散乱が少し起こります。

回答７は正しいです。

回答９は誤りです。「重力は発生しません。」とありますが、回答７で参照している
http://homepage3.nifty.com/iromono/PhysTips/FAQphotonmass.html
の一番下に書かれているように、光から重力が発生します。微弱な重力ですが。

光から発生する重力は弱いので、通常は無視します。
星からの光が太陽に曲げられるのを計算するときに、光からの重力は無視します。
しかし、微弱でも光から重力が発生します。

お礼

御回答ありがとうございました。

回答No.9

s_hyama

光のエネルギーは重力場の影響を受けますが、
重力は発生しません。
したがって、この場合、平行？に進みます。
干渉は別の話です。

お礼

御回答ありがとうございました。

回答No.8

noel_lapin

回答４で、重力の源が質量と運動量とかきましたが、正しくはエネルギーと運動量です。

お礼

御回答ありがとうございました。

回答No.7

ibm_111

どこまで詳しい回答を要求しているのかよくわかりませんが、
私の理解では重力作用が「エネルギーが時空を曲げる」という意味なら
光の間には重力が働きます。
が、それが引力なのかと言われるとさぁ？といったところです。
参考HPとしては、この人は分かりやすいです。
http://homepage3.nifty.com/iromono/PhysTips/FAQphotonmass.html

以下、物理の4年次～院生向け解説
量子重力理論は完成していないので全て古典論で行きます。
1.まず重力場を支配する方程式はアインシュタイン方程式
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B7%E3%83%A5%E3%82%BF%E3%82%A4%E3%83%B3%E6%96%B9%E7%A8%8B%E5%BC%8F
2.アインシュタイン方程式を用いるには、電磁場のエネルギー・運動量テンソル
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E3%83%BB%E9%81%8B%E5%8B%95%E9%87%8F%E3%83%86%E3%83%B3%E3%82%BD%E3%83%AB#.E9.9B.BB.E7.A3.81.E5.A0.B4.E3.81.AE.E3.82.A8.E3.83.8D.E3.83.AB.E3.82.AE.E3.83.BC.E3.83.BB.E9.81.8B.E5.8B.95.E9.87.8F.E3.83.86.E3.83.B3.E3.82.BD.E3.83.AB
をつっこめばよい
3.で、電磁場のエネルギー・運動量テンソルを用いるには、電場と磁場の分布が必要
4.そこで、電磁波の電場・磁場をTμνにつっこむ
5.後は解くだけ・・・？　

この手の計算は絶対論文があるはずですが、探しきれてません・・・

お礼

御回答ありがとうございました。

回答No.6

noel_lapin

言い方が偉そうで、すみません。

繰り返しになりますが、光子を粒子A（E=ｍｃ^2で計算される質量の粒子）で置き換える、時点でアウトです。粒子Aをアインシュタインの重力理論で計算してもNGです。

お礼

御回答ありがとうございました。

回答No.5

noel_lapin

回答２は正しいです。
光は、その運動量を原因として、時空を曲げます。
光には質量が無いので、質量を原因とした時空の曲りは、ありません。

この時空の曲りを計算するのが、アインシュタインの重力理論です。

／／／／／

回答３は部分的に正しいです。
「重力下で光が曲がって見えるのは、重力場で空間が歪んでいるからです。」はＯＫ。
「光同士が相互に干渉したり影響を及ぼすことはありません。」は低い精度ではＯＫ。
「光同士がぶつかることもありません。」はＯＫ。
「光に質量があるとは、エネルギーを持ち質量に換算できるということです。」はＮＧ。

光にはＥ＝ｍｃ^2で計算される質量（静止質量）はありません。
Ｅ＝ｍc^2で計算される質量の粒子A（Aは光子ではありません）があったとした場合、
ニュートンの重力理論では、太陽での観測に合いません。

ここで、アインシュタインの重力理論は、ニュートンの重力理論と、低精度では一致するように作られています。したがって粒子Aの太陽による進路の曲りは、ニュートンの場合と同じく、観測結果に合いません。観測値の半分しか、星からの光が曲がらない、という結論になります。

同一の粒子Aに対する計算結果は、アインシュタインもニュートンも大体同じになります。違う理論なので計算結果は微妙に異なりますが、あくまで微量です。

アインシュタインの重力理論、すなわち質量と運動量の双方で時空が曲がるとする理論、を首尾一貫して用いないと、太陽による光の曲りが説明できません。光を粒子Aで置き換えるというのは、誤った考え方です。

お礼

御回答ありがとうございました。