【衝撃】光より速い存在3選!
Summary
TLDRこの動画では、光の速さに関する興味深い事実と宇宙の膨張、量子力学の奇妙な現象について解説しています。1905年にアインシュタインが相対性理論を提唱し、光が宇宙で最も早いとされる理由について疑問を持ち始めた物語から始まり、光の速度が常に一定であり、物体が光速を超えることは不可能とされていることについて説明します。しかし、宇宙の膨張スピードやインフレーションという現象は光よりも速いとされる驚きの事実も紹介。さらに、量子力学における漁師のもつれとその高速な状態決定の仕組みも触れ、現代物理学における謎と挑戦に触れています。
Takeaways
- 👤 アインシュタインの夢から相対性理論が生まれた。
- 🌟 光は常に一定の速度を保ち、宇宙で最速とされている。
- 🚗 車から投げられたボールの速度の例を用いて相対性理論を説明。
- 🌌 NASAのアニメーションで光の速度が視覚的に示される。
- 🔭 エドウィン・ハッブルの発見で宇宙の膨張速度が光より速いことが判明。
- 🌠 インフレーション理論では宇宙誕生直後の膨張速度が光速を超える。
- ⚛️ 量子のもつれにより、離れた対の量子が即座に状態を共有する現象。
- 🎲 アインシュタインとニールス・ボーアの量子論を巡る対立。
- 🖥️ 量子コンピュータの技術が発展中だが、実用化には時間がかかる。
- 💡 他にも理論上光より速い現象があるが、すべて仮説の域に留まる。
Q & A
相対性理論とは何ですか?
-相対性理論は、1905年にアルベルト・アインシュタインによって提唱された理論で、光の速度が宇宙で最も速いとされることや物体が光速を超えることは不可能であるとされる現代物理学の基礎を形成しています。
ドップラー効果とは何で、どのように宇宙の膨張スピードを理解するのに役立つか?
-ドップラー効果は音源が移動するとその音波の形が変わる現象です。エドウィン・ハッブルは遠い銀河からの電磁波の波形を観測し、その波形の変化から宇宙が膨張していると結論付けました。
宇宙の膨張スピードが光よりも速いとはどういうことですか?
-宇宙の膨張スピードが光よりも速いとは、宇宙が拡大する速さが光の速さを超えていることを意味します。これはアインシュタインの相対性理論に反するように聞こえるかもしれませんが、空間自体が膨張しているという点では相対性理論と矛盾していません。
インフレーションとは何で、宇宙の膨張にどのような影響を与えるものですか?
-インフレーションは宇宙の膨張現象の1つで、ビッグバンの爆発の瞬間から非常に短い間隔で宇宙が非常に速く膨張することを指します。この膨張は光よりも速いとされており、宇宙の初期の小さな領域が非常に大きな宇宙へと膨張する過程を説明するものです。
量子力学における師のもつれとはどのような現象ですか?
-師のもつれは量子力学における現象で、2つの師が離れていても片方を観測し状態を確定させた瞬間にもう一方の状態も自動的に確定されるという現象です。これは光速を超える通信のように見えるが、現在では量子コンピューター技術などへの応用が研究されています。
アインシュタインはなぜ量子力学に否定的でしたか?
-アインシュタインは量子力学の確率論的な側面に否定的でした。彼は「神はサイコロを振らない」という名言を残し、量子力学が提示する不確実性や予測不可能性を拒否したとされています。
宇宙の外には何がありますか?
-現代物理学では宇宙の外に対する答えは「何もありません」と言われています。宇宙の外には空間や時間のような概念が存在しないとされており、宇宙は空間自体を膨張していると理解されています。
この動画ではなぜ光の速さについて話されているのですか?
-この動画では光の速さが宇宙で最も速いとされるという前提に基づいて、光よりも速い存在について探求するために光の速さを説明しています。
宇宙の膨張スピードが光よりも速いという事実はどのように発見されたのですか?
-ハッブルは遠い銀河からの電磁波のドップラー効果を観測し、その波形の変化から銀河が動いていることを発見しました。これを他の銀河にも適用し、宇宙が膨張しているという結論に至り、その膨張スピードが光よりも速いことが分かりました。
この動画で紹介された光よりも速い存在は実在するものですか、それとも仮説にすぎないのですか?
-この動画で紹介された光よりも速い存在は、現在までの科学の理解に基づく仮説です。実在確認されたものではなく、科学的研究を進める上で検討されるアイデアとして提示されています。
Outlines
😀 歴史家ちゃんのエゴサと光の速さ
この段落では、歴史家ちゃんという人物がTwitterで話題に挙がっていることから始まり、光の速さに関する説明が行われています。1905年にドイツで理論物理学者アルベルト・アインシュタインが相対性理論を提唱し、光が宇宙で最も速いとされる理由について解説しています。光は空気中でも宇宙の風にも流されず、常に一定の速度で進むことが示されています。また、NASAによる光の速度のアニメーションも紹介されていますが、宇宙の広さの中では光も遅いと感じる瞬間もあります。
🌌 宇宙の膨張とインフレーション
第二段落では、光よりも速い存在として宇宙の膨張スピードとインフレーションについて説明されています。エドウィン・ハッブルが遠い銀河からの電磁波のドップラー効果を観測し、宇宙が膨張していることを発見した経緯が紹介されています。宇宙の膨張スピードは光よりも速く、アインシュタインの相対性理論とは異なる現象です。さらに、ビッグバン理論とその膨張スピードを超えるインフレーション現象についても触れられており、膨張速度は驚異的な速度で宇宙が拡大しているとされています。
🔬 量子力学とアインシュタインとの対立
最後の段落では、量子力学とアインシュタインとの間の対立が語られています。漁師のもつれという量子力学の概念が紹介され、これは物理の基本原則とは異なる特殊ルールに基づく現象です。アインシュタインは量子論に否定的でしたが、ニルス・ボーアはそれに反対し、量子力学の父と呼ばれるようになりました。また、量子コンピューターの開発が進んでいることや、漁師のもつれが技術に利用される可能性があることも触れられています。
Mindmap
Keywords
💡エゴサ
💡相対性理論
💡宇宙の膨張
💡インフレーション
💡量子力学
💡ドップラー効果
💡光速
💡アインシュタイン
💡量子コンピューター
💡ビッグバン理論
Highlights
エゴサと歴史家ちゃんについてのツイートとリプライのやり取り
光が最速ではないという主張の紹介
1905年にドイツで理論物理学者アルベルト・アインシュタインが相対性理論を考える
アインシュタインの光の速さに関する夢とその影響
光は宇宙の風にも流されずまっすぐ進むという性質
相対性理論による光の速度の一定性と光を超える速さの不可能性
NASAによる光の速度の速さと遅さを示すアニメーションの紹介
宇宙の膨張スピードが光よりも速いというエドウィン・ハッブルの発見
ドップラー効果と宇宙膨張の関係についての説明
ハッブルの式による宇宙の膨張スピードの求め方とその結果
相対性理論と宇宙膨張の矛盾とその解決策の説明
インフレーション現象とその膨張速度の超光速性
量子力学における漁師のもつれとその超光速的な通信速度
アインシュタインと量子力学の確率論的アプローチとの対立
ニールス・ボーアと量子力学の基礎を築いた貢献
量子コンピューターの開発とその実用化までの困難
光より速い存在についての仮説とその科学的根拠
ビッグバン理論の疑問点とその懸念
チャンネルの紹介と今後の動画への期待
Transcripts
Twitterでエゴサしてるとそれって
もしかして
歴史家ちゃんですかでリプライを送ってる
人がいてそれに対する返事が
歴史家ちゃんって誰ですかでしたバチク
ソってワードに反応して聞いたみたいなん
ですがなんかごめんてなりましたどうも
こんにちは
宇宙大好き歴史家です今回は光が最速は嘘
光より速い存在とはを解説しますそれでは
早速見ていきましょう時代は1905年
ドイツに理論物理学者アルベルト
アインシュタインがいました彼は言いまし
たうーん
眠い16歳の時に通っていた学校の裏に
ある丘で爆睡していると
アインシュタインはある不思議な夢を見
ますそれは自分が光の速さで光を
追いかけるというものです目覚めた
アインシュタインは光の速さで光を
追いかけたらどう見えるだろうと疑問を
持ちましたこれが後の現代物理学の基礎に
なる相対性理論を生み出すきっかけになり
ました光が宇宙で一番早い例えばボールが
ありますこれをぶん投げるとボールは空気
中を進みますしかし風が吹いてるとボール
は風の方向に流されてしまいます光も同じ
で空気中を進むのですが風が吹いても流さ
れずにまっすぐ進みますこれは宇宙でも
同じことが言えます実は宇宙にも風が吹い
ていて光が宇宙の風に当たるとボールと
同じように流されてしまうのではないかと
思うかもしれませんが
光はどんなに強い宇宙の風にも流されず
まっすぐ進むことができるのです相対性
理論によると時速60kmで走る車から
前方に向かって時速40kmでボールを
ぶん投げるとボールの速さは時速
100kmになりますこのボールを光に
すると光の速さは光の速さ+車の速さに
なるんじゃねと思うかもしれませんしかし
光の場合
速度は変わりません光は常に速度は一定で
あり
宇宙で最も早いものであり光の速度を
超えることは不可能であるとされています
NASAは光の速度がどれほど速くどれ
ほど遅いかを再現したものを
アニメーションにしましたこれは地球から
月の間を往復するアニメーションです
地球と月の距離は平均でおよそ
38万4400kmなのでその距離を
考えると早く見えるけど
宇宙で一番早い光ということを考えると
そんなに早く感じませんね光は月と地球を
片道をよそ1秒
往復およそ2.5秒で済みます私たちが見
ている月は1秒前の月の光ってことです次
に火星が地球に最接近した時の光の速さを
見てくださいほぼ動いてないですね
宇宙で一番早いとほざいてた光ですが
遅すぎてハエが止まりそうですねお隣の
火星でこれですから
宇宙の広さを考えると絶望しますねこの
ように
宇宙規模で見ると光がいかに雑魚い存在か
わかりましたねそれを踏まえた上でここ
から光よりも早い存在をいくつか紹介して
いきます
アメリカに天文学者のエドウィン
パウエルハックルがいました彼は言いまし
た
宇宙の膨張スピードは光よりも速い例えば
救急車があります
救急車のサイレンが鳴っている時に
通り過ぎると音が高くなったり低くなっ
たりして聞こえるみたいな現象があります
よねこれをドップラー効果と言います音と
いうのは波でできており音源が移動すると
本来の音波の形が変わってしまいます
波の形が変わると夫の高さが変わります
このドップラー効果と宇宙膨張とどう関係
があるのかというとハックルは遠い銀河
から発せられる電磁波を観測しその電磁波
の波の形が奇妙なことに気がつきました
もし遠い銀河が動いていなければ
波の形はきれいなままのはずです
しかし波の形が変だということは
ドップラー効果が起きていると推測でき
ますここからハッブルは波の発生源である
遠い銀河が動いていることを発見しました
ドップラー効果は音だけではなく
波全般に言えることだったのですこの銀河
からの電磁波のドップラー効果のことを
赤方偏移と言いますAppleは他の銀河
にもこの赤方偏移が発生していることを
確認しついにはこの宇宙が膨張していると
いう結論に至りましたこのカップルの発見
から最小中は超密度の点から始まったと
するいわゆるビッグバン理論が生まれます
Appleは宇宙の膨張スピードを求める
ことにも成功していますAppleの式で
宇宙の膨張スピードを求めるとなんと光の
速さよりも明らかに速いことが分かりまし
た
宇宙の膨張するスピードが光よりも速いと
いう事実は
アインシュタインの相対性理論に反する
ものでした
この相対性理論というのは現代の物理学の
基礎になっているものですしかし
アインシュタインが校則を超えるものは
存在しないと言ったのは物体に適用される
ことであって空間の膨張には当てはまら
ないとちゃんと論の中で明記していました
これはどういうことかというと
宇宙が広がっているんだったら当然宇宙の
外もあるはずですしかし
宇宙の外に対する現代物理学の答えは何も
ないです何もないというか物質は愚か宇宙
の外には空間とかそういう概念まで含めて
何もありません現代物理学では時間や空間
という概念は宇宙の誕生と一緒に生まれ
宇宙の中にしかないとされています現代の
宇宙物理論には外とかいう発想すらない
けどもちろん理論上の話です
宇宙の外には空間がありません
宇宙の中にしか空間はないので
宇宙が膨張するというのはもともと広い
空間があってその中で宇宙が広がっていく
のではなく空間自体が膨張していることを
意味しています相対性理論は正確には
固定空間内で質量を持つ物質が光より早く
移動することはできないとしています
つまり空間内で物体が高速以上に動くこと
はダメですが物体がある空間自体が高速
以上で膨張するのは大丈夫だよということ
ですこう考えることで相対性理論と銀河が
遠ざかっているという
観測事実の二つとも矛盾なく説明できます
[音楽]
そんな宇宙の膨張スピードよりも早いもの
がありますそれがインフレーションです
インフレーションは宇宙の膨張現象のこと
なんですけどさっき出てきたビッグバンの
爆発の瞬間のことです
宇宙誕生の瞬間から10のマイナス44秒
から10の-33秒の間に起きたと考え
られていますインフレーションが起きる前
の宇宙の大きさは10の-34乗CMしか
なく
原子よりも小さかったと言われています
それがインフレーションの間に宇宙の広さ
は直径1cm以上まで大きくなりました
これは直径1mmの1/100の大きさ
しかない玉が直径約1000億光年の観測
可能な宇宙の大きさと同程度の玉にまで
膨張したのと比率的には同じです以上の
情報からおよそ10のマイナス33秒間で
膨張したことがわかり
計算すると当時の宇宙の膨張速度はなんと
高速のおよそ3×10の22乗倍にもなり
ますこれはたった1秒間で10の15乗
光年まで膨れ上がる計算です確かにこれは
光よりも速そうですね
光よりも早いものといえば
漁師のもつれがあります教師というのは
ざっくり言うとこの世界の小さいバグ
みたいなやつですこの世界は基本的に
ニュートン力学などの物理原則がルールと
してありますしかしこの猟師の世界では
それが適用されません
量子力学と言われる特殊ルールがあります
漁師のもつれを簡単に言うと対になった
漁師はどれだけ離れていようと片方を観測
し上体を確定させた瞬間もう片方の状態も
自動的に確定されるというものです例えば
コインがありますコインを投げて裏表を
当てる場合表になったことを観測した瞬間
に裏も自動的に決定するみたいな感じです
アインシュタインは量子論そのものに否定
的でしたデンマークの理論物理学者
ニールスヘンリクタビドボーアがいました
アインシュタインが残した名言神は
サイコロを振らないに対して彼は言いまし
たいやお前が神の行動を決めるな痛烈な
アンサーを返したボアは
量子論の生みの親ですアインシュタイと
違ってコミュ力が高いようキャラだった
ボアは多くの物理学者から慕われていまし
た
シュレーディンガーの猫で有名な
エルヴィンシュレーディンガーと
ぶっ倒れるまで討論し彼のいる病院に
口コミ
病床で議論を続けるほど熱心な学者です
陽キャすぎるボアはこれまでの理論が通用
しないバグみたいな量子の存在を主張し
真っ向からアインシュタインと対立しまし
たボーアの量子学は相対性理論を脅かし
かねない理論でした対になった漁師の片方
が決定した時もう片方が決定するまでの
スピードそれが光の速さを余裕で超えると
いうのですもちろんこの猟師の間には電波
やケーブルがあるわけでもないしその上
どれだけ離れていようとそのスピードは
高速という次元でもなく同時に決定される
というとんでもない現象です
アインシュタインはこの量子力学における
確率論的な考え方を最後まで認めず
もちろんは支離滅裂な考えを寄せ集めた
妄想体型に見えると反発しましたしかし
現在アインシュタインが認めなかった漁師
はコンピューターの技術に利用されてい
ます例えばGoogleはすでに実験的に
量子コンピューターを開発していますと
いうもののまだまだ実験の域は出ていませ
ん
量子コンピュータは夢でなく悪夢だみたい
な言葉がある通り
量子コンピュータは100年ではなく
1000年かかるプロジェクトだという声
もありますつまり実用はまだまだ先になる
かほぼ不可能ってことですこのように実は
他にも理論上光より速いんじゃね的な存在
はいくつかあるんですけど今回紹介した
ものも含めてあくまでも仮説に過ぎません
例えば光より速いものは望み
か最近ではビッグバン理論も怪しくなって
きましたしね
BIGBANGがなかった的な動画を以前
アップしていて
好評なので良かったらぜひそちらも見て
ください今回は以上ですこの動画を見て光
の速度で蹴られたことはあるかいと北の国
からに思いを馳せた人は高評価と
チャンネル登録よろしくお願いしますまた
このチャンネルでは他にも宇宙についての
家畜そうおもしろ動画があるので良かっ
たらそちらも見てくださいそれではまた
次回の動画で会いましょうバイバイ
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