【衝撃】光より速い存在3選!
Summary
TLDRThis video script delves into the fascinating concept of the speed of light and its relativity in the universe. It starts with Einstein's theory of relativity, which posits that light is the fastest entity in the universe. However, the script challenges this notion by introducing the idea of cosmic expansion, which is faster than light, as discovered by Edwin Hubble. The video also touches on the inflation theory, quantum entanglement, and the philosophical debates between Einstein and Niels Bohr. It concludes by highlighting that while there are theoretical concepts that suggest the existence of things faster than light, they remain in the realm of hypothesis and are yet to be fully understood or proven.
Takeaways
- 🌌 The script discusses the concept of 'Egosa' on Twitter and the mystery of '歴史家ちゃん' (Historian-chan).
- 🧐 It introduces the historical figure Albert Einstein and his thought experiment about chasing light at the speed of light, leading to the theory of relativity.
- 🚀 Einstein's theory of relativity states that the speed of light is constant and the fastest in the universe, regardless of the observer's motion.
- 🌀 The script explains that light travels in a straight line, unaffected by 'wind' or any other forces in the universe, unlike a ball in the air.
- 🌍 NASA's animation demonstrates the speed of light by showing how quickly it can travel between Earth and the Moon, emphasizing its speed yet vastness of space.
- 🔭 Edwin Hubble's observations of distant galaxies and the Doppler effect led to the understanding that the universe is expanding at a rate faster than the speed of light.
- 🌠 The Big Bang theory, supported by Hubble's findings, suggests the universe began from a singularity and has been expanding ever since.
- 💥 Inflation, a phenomenon occurring shortly after the Big Bang, is described as an extremely rapid expansion of the universe, faster than the speed of light.
- 🤔 The script touches on the philosophical and theoretical implications of the universe's expansion, questioning what lies beyond it and the limits of modern physics.
- 🔮 Quantum entanglement is introduced as a phenomenon where particles, no matter the distance, affect each other instantaneously, potentially faster than light.
- 💻 The script concludes by mentioning the potential applications of quantum mechanics, such as quantum computing, and its current experimental stage.
Q & A
What was Albert Einstein's profession and what year was mentioned in the script?
-Albert Einstein was a theoretical physicist, and the script mentioned the year 1905 in Germany.
What did Einstein wonder about after waking up from a dream about chasing light?
-Einstein wondered what it would look like if he chased light at the speed of light, which led to the development of the theory of relativity.
How does the script describe the behavior of light in the universe, even when affected by 'wind'?
-The script suggests that light, unlike a ball in the wind, can travel straight without being deflected, even in the presence of what could be considered 'wind' in the universe.
What is the speed of light and why is it considered constant?
-The speed of light is constant and is the fastest in the universe. According to the theory of relativity, it does not change even when observed from a moving vehicle.
What is the significance of the animation created by NASA mentioned in the script?
-The animation created by NASA illustrates the speed of light by showing how quickly light can travel from Earth to the Moon, emphasizing that light is the fastest entity in the universe.
What is the Doppler effect, and how did Edwin Hubble use it to understand the universe's expansion?
-The Doppler effect is a change in frequency or wavelength of a wave in relation to an observer who is moving relative to the wave source. Hubble observed the electromagnetic waves from distant galaxies and noticed a shift in their wavelengths, indicating that the galaxies were moving away from us, which led to the understanding of the universe's expansion.
What is the term used to describe the phenomenon where the wavelengths of light from distant galaxies appear to shift due to the galaxies' movement?
-The term used to describe this phenomenon is 'redshift,' which indicates that the galaxies are moving away from us.
How does the script explain the concept of space and time in modern physics?
-In modern physics, the concepts of space and time are considered to have emerged with the universe. They are believed to exist only within the universe, and there is no concept of 'outside' the universe.
What is inflation, and how does it relate to the speed of light?
-Inflation is a theory about the rapid expansion of the universe that occurred shortly after the Big Bang. The script suggests that during inflation, the universe expanded at a rate faster than the speed of light.
What is quantum entanglement, and how does it challenge the theory of relativity?
-Quantum entanglement is a phenomenon in quantum mechanics where the state of one particle becomes dependent on the state of another, no matter the distance between them. This instantaneous connection challenges the theory of relativity, which states that nothing can travel faster than the speed of light.
What is the script's stance on the practicality of quantum computers, and what does it suggest about their development timeline?
-The script suggests that quantum computers, while theoretically possible, are still in the experimental phase and may not be practical for a very long time, possibly a thousand years.
Outlines
🌌 The Myth of Light's Supremacy in Speed
This paragraph introduces the concept that light is not the fastest entity in the universe, contrary to common belief. It starts with a humorous anecdote about a historian on Twitter and then dives into the history of physics with Albert Einstein in 1905. Einstein's thought experiment about chasing light led to the development of the theory of relativity. The paragraph explains that while light travels at a constant speed and is not affected by 'wind' in the universe, there are phenomena, such as the expansion of the universe, that surpass the speed of light. The summary touches on the Doppler effect, Hubble's discovery of the universe's expansion, and the concept that the universe's expansion speed is faster than light, challenging Einstein's theory of relativity.
🚀 The Expansion of the Universe and Inflation Theory
The second paragraph delves into the specifics of the universe's expansion, which is faster than the speed of light. It explains Edwin Hubble's discovery of the redshift in electromagnetic waves from distant galaxies, indicating the universe's expansion. The paragraph also introduces the concept of inflation, a rapid expansion of the universe that occurred shortly after the Big Bang. The summary highlights the mathematical calculations and observations that led to the understanding that the universe's expansion speed is superluminal, and it discusses the theoretical implications of this phenomenon, including its contrast with Einstein's theory of relativity and the concept of space and time being confined within the universe.
🔬 Quantum Entanglement and the Challenge to Relativity
The final paragraph discusses quantum entanglement, a phenomenon where particles become interconnected and the state of one instantly affects the state of another, regardless of distance. It contrasts this with Einstein's views on quantum mechanics, which he famously disagreed with, as expressed in his quote about God not playing dice. The summary outlines the debate between Einstein and Niels Bohr, a proponent of quantum mechanics, and touches on the practical applications of quantum entanglement in modern technology, such as Google's experimental quantum computers. The paragraph concludes with a reflection on the theoretical and practical challenges of quantum computing and the speculative nature of theories that propose phenomena faster than light.
Mindmap
Keywords
💡Egosearching
💡Albert Einstein
💡Theory of Relativity
💡Speed of Light
💡Doppler Effect
💡Cosmic Expansion
💡Big Bang Theory
💡Inflation
💡Quantum Entanglement
💡Niels Bohr
💡Quantum Mechanics
Highlights
The video discusses the misconception that light is the fastest thing in the universe and aims to debunk this by introducing concepts that surpass the speed of light.
Albert Einstein's thought experiment at the age of 16 about chasing light at the speed of light, which later led to the development of the theory of relativity.
Einstein's theory of relativity states that the speed of light remains constant regardless of the observer's motion, challenging the idea of adding velocities.
NASA's animation demonstrating the speed of light by showing its journey from Earth to the Moon in approximately 2.5 seconds.
The concept of the Doppler effect is introduced to explain how the universe's expansion can be measured through the shift in electromagnetic wave frequencies.
Edwin Hubble's discovery that galaxies are moving away from us, indicating the universe is expanding, and his calculation of the expansion speed exceeding the speed of light.
The theoretical contribution of the Big Bang theory, suggesting the universe began from a singularity and has been expanding ever since.
The explanation that the universe's expansion is not bound by Einstein's theory of relativity, as it pertains to the expansion of space itself, not objects within it.
Introduction of the concept of inflation, an extremely rapid expansion of the universe that occurred shortly after the Big Bang.
Quantum entanglement is presented as a phenomenon where the state of one particle instantly affects another, regardless of the distance between them, potentially exceeding the speed of light.
Niels Bohr's反驳 of Einstein's famous quote 'God does not play dice', highlighting the probabilistic nature of quantum mechanics.
The historical debate between Einstein and Bohr on the foundations of quantum mechanics and the reality of quantum entanglement.
The practical application of quantum entanglement in modern technology, such as Google's experimental quantum computers.
The acknowledgment that while theoretically possible, the realization of practical quantum computers may still be far off or even impossible.
The video concludes by emphasizing that while there are theoretical concepts that suggest the existence of things faster than light, they remain speculative and part of ongoing scientific inquiry.
A call to action for viewers to like, subscribe, and check out other interesting videos on the channel about the universe.
The video creator's invitation for viewers to watch another video questioning the Big Bang theory, suggesting a critical approach to established scientific narratives.
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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