「時空を超えた同期システムと相対性原理・不確定性原理」

宇宙空間を飛んでいる光が宇宙の膨張を肌で感じているという事実は、
宇宙スケールにおける時空を越えた同期システムの存在を意味していると思いますが、
一方において、不確定性原理は、宇宙スケールとは極をなす極小スケールにおける時空を越えた同期システムの存在を意味しているのではないか、と思いました。

不確定性原理は、実世界における測定が「相互作用」と「時間」を伴ったものであることによって起きるものだからです。


電子が飛び回っている空間が時空を越えた同期システム（タイムラグのない世界）の上にあり、これと測定との時間差が不確定性原理だということであれば、

相対性原理と不確定性原理は、時空を越えた同期システムと実空間との差を表す同一のもので、時空を越えた同期システムのスケールを極大とするか極小とするかの違いなのではないか、と思いました。

「宇宙膨張　光源と観測者の距離を伝えるもの」

松原先生の返信メールに関する投稿を掲示板にアップしながら、
宇宙膨張についてあらためて考えています。

おもしろいブログがありました。

TOSHIの宇宙 膨張宇宙における赤方偏移１
http://maldoror-ducasse.cocolog-nifty.com/blog/2007/03/post_c48f.html

はるかかなたの光源とわれわれ地球上の観測者との距離がどんどん離れていっていることを計算に入れると、光の波長がどんどん大きくなることになる、というわけです。

ここで気がつくのは、光源から放たれた光は、その後も、光源と観測者との距離に影響を受けるということです。

では、光源と観測者との距離を伝えるのは、光の速度を超えた因子でなければならないはずですよね。

重力子はやはり光速を超えているのでしょうか。

あるいは、エーテルと呼ばれたような時空を超越した素地が空間に存在するのかもしれません。

「Re:Re:Re:宇宙膨張」
空間の意味をもう一度考えてみたのですが、
少々私の勘違いがあったように思います。

松原助教授が言いたかったことは、
「正確には、光速を超えて情報が伝わってはならない、という言い方の方がより正しいのです。この正しい理解をしていれば、遠方の銀河までの距離が光速を越えて増えていると言われたからと言って、驚く必要はありませんね。」
という部分なんだと思います。

ですから、時空が膨張するといっても、物質を抜きにして時空が存在するということを言っているわけではないように思います。

時空は物質間の位置関係（距離）によって決定されるもので、
双方が光速を超えて離れて行っている場合もある、
しかし、この場合、お互いを見ることができないので相対性理論と矛盾しない、
ということだと思います。

松原助教授が、「銀河が相対的に遠ざかるということ」と言った意味は、たぶん、お互いに見ることができる状態のことを言ったのでしょう。

「Re:Re:宇宙膨張」
>> 宇宙膨張では地球などは膨張しません。そもそも宇宙膨張の
> 概念は一般相対性理論からの帰結であり，
>
> ということは重力理論と関係がある内容ということでしょうか
> ？

松原助教授のホームページに、宇宙膨張の意味が書かれていましたので、
抜粋いたしますと、
「ここで、時空間が全く静止した状態で銀河の相対速度だけが光速を越えるならば、上述の相対論的因果律に矛盾するのですが、膨張宇宙とはそういうものではなく、時空自身が膨張しているのです。単に銀河が相対的に遠ざかるということと、時空そのものが膨張するということとの間には大きな違いがあり、」
http://www.a.phys.nagoya-u.ac.jp/~taka/cosfaq/a3.html

とあります。時空自体の膨張ということが強調されています。
それで光速を超えることもあり得るというわけですから、
物体の移動ではなくて、空間の膨張ということだと思うのですが、
どうなのでしょう。

もし、時空膨張の意味が重力密度の減少のことならば、
空間の膨張による光の赤方偏移は重力赤方偏移と同じことになりそうですが、
どうなのでしょうね。


>>地球などが膨張しないというのもこの理論によって計算した
> 結論です。この理論では、時空の膨張はその中の物質の状態と
> 一心同体で、地球や原子のようなかたまった物体を膨張させる
> ことはできません。

松原助教授は時空の膨張はその中の物質の状態と一心同体と言っていますが、
時空自体の膨張ならば、物質があろうとなかろうと関係ないと思いますが、
どうなのでしょう。

>
> 宇宙の形成も重力理論で説明されていると一般的に言われてい
> ますからマクロ的には重力を持った結合されているものの中の
> 空間は広がらないということかもしれません？

閉じた宇宙、開いた宇宙という質量の総和の話がありますが、
原子内でも、宇宙全体でも、質量の総和を考えることができて、
いずれも質量は不変だと思うのですが。

「Re:宇宙膨張」
> 宇宙膨張では地球などは膨張しません。そもそも宇宙膨張の
> 概念は一般相対性理論からの帰結であり，

ということは重力理論と関係がある内容ということでしょうか？


> 地球などが膨張しないというのもこの理論によって計算した
> 結論です。この理論では、時空の膨張はその中の物質の状態と
> 一心同体で、地球や原子のようなかたまった物体を膨張させる
> ことはできません。

宇宙の形成も重力理論で説明されていると一般的に言われていますから、マクロ的には重力を持った結合されているものの中の空間は広がらないということかもしれません？

光についての説明はこのホームページが参考になりそうな気がします。
http://www.quark.kj.yamagata-u.ac.jp/~kato/education/g-education/chapter3.html

「宇宙膨張」
宇宙論の松原隆彦助教授に質問を送ったら、
ご返事がありましたので、転送いたします。

松原助教授のホームページ
http://www.a.phys.nagoya-u.ac.jp/~taka/


ご返事のメール
----- Original Message -----
Subject: Re: ご質問

> あまり長い解答はできないのですが、簡単にお答えします。
>
> 宇宙膨張では地球などは膨張しません。そもそも宇宙膨張の概念は
> 一般相対性理論からの帰結であり，地球などが膨張しないというの
> もこの理論によって計算した結論です。この理論では、時空の膨張
> はその中の物質の状態と一心同体で、地球や原子のようなかたまった
> 物体を膨張させることはできません。わかりにくいかもしれませんが、
> 一般相対性理論は日常経験できる範囲を超えた状況に対応する理論なので、
> 直感的な議論が役に立たないことが多々あります。この点について真
> の理解に到達するためには実際に理論的な計算をしていただく必要が
> どうしてもあるかと存じます。
>
> 松原隆彦


質問したメール

>> 宇宙論について、ご質問したいことがありますが、
>> もし、お時間が許せばご教授お願いいたします。
>>
>> インフレーション理論や宇宙の膨張についてです。
>>
>> いくつか質問したいことがあるのですが、
>> 宇宙の膨張についてお聞きしてもよろしいでしょうか。
>>
>> 宇宙が膨張しているなら、地球や人間の体も膨張しているのか、
>> という質問について、
>> 先生は、地球や人間の体などは膨張していない、と
>> ホームページで答えて下さっています。
>>
>> しかし、光の赤方偏移は空間が膨張することによってなされると聞いておりま
>> す。
>> 空間自体が膨張するということは空間の中に存在している人間の体、
>> もっと言えば一つ一つの原子も、膨張しているとは言えないのでしょうか？
>>
>> ∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞
>> 創造目的学会　　http://pocs.info/
>> Purpose-of-Creation Society
>> contact@...
>> 掲示板　　　http://bbs.goo.ne.jp/ac55492/message

「重力について」
面白そうな話題が飛び交っていますね。
いろいろコメントしたいことはあるのですが、
とりあえず重力に関する雑感です。

既存の科学では、重力の本質がまだ良く分かっていない。
既存の科学では、霊界のことが分からない。
既存の科学では、神様が分からない。

分からないという「共通点」がある。

重力は垂直に作用する。
神様の愛も垂直（90°）に作用する。

愛には重力のような真の愛と、
磁力のようなサタン的な愛がある。
（磁石のようにくっ付いたか思うと、
手のひらを返すように反発する。）

神の愛と重力は似ている...。

物理の受験問題によくあるフレーズ。
「重力の影響を無視すると...」
が、
「神の愛を無視すると...」
に聞こえる。

ｉは愛。
虚数単位のｉは、90°の作用素を表し、愛の作用と通じるところがある。
ｉの自乗はマイナス1。
重力が通常引力として現れることに通じる..。

重力は難しいですね。
神様の愛が分からないのと同じぐらい分からないです。^^;

「Re:Re:重力子　ひも理論　光速」
真空の相転移に関してはインフラトン場というものが想定されているようです。場というのは物質は無いけれどエネルギーを潜在した状態であり偽真空にインフラトン場があったと考えられているようです。インフラトン場の潜熱エネルギーが放出されてインフレーションが終わり通常の真空になったといわれていますね。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%95%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3%E7%90%86%E8%AB%96


インフレーション期は超光速で広がったので、宇宙は現在１３７億才と想定されていますが、宇宙の大きさは１３７億光年以上あると言われています。

「Re:重力子　ひも理論」
> ところで、アインシュタインが計算したのは、重力子ではなく、重力波の速度でしたね。両者は、厳密な意味では、一致しないのではないかと考えます。

なるほど。
確かにそうですね。

私は先日、重力ではなく光について
同じようにふと思ったことがありました。
光の速さって光波のことで、光の粒子はもっと速く到達するんじゃないか？と思ったんですよ。

そうしたら、そのすぐ後の１０月１７日のＴニュースで、
「まだ地上に届いていない光もあります。何百万、何千万の星座が宇宙にあるのです。」というメッセージが届いたんですよね。
これには驚きました。
天も議論に入ってくださっていることを実感いたしました。

でも重力についてはＳさんのおっしゃるとおりかもしれません。

ひも理論の意味するところがまだ十分にわかりませんが、
次元が引き裂かれることが考察されていて、
ひもならではのフロップ転移という過程をたどることで宇宙が破滅せず、ある次元を失い新たな次元に移ることができるような話が「エレガントな宇宙」にあります。

ひもの意味する巻き上げられた次元はプランク長さ以下で展開する次元ですが、時間次元、空間次元とは異なる次元であると思います。

この次元をたどれば、時空を超越した現象が説明できるのかもしれません。


> ところで、重力波はもう既に検出されたんでしょうか？一度、調べておきたいと思います。

どうぞよろしくお願いいたします。


> 一般相対性理論と量子力学を取り扱うには、ブラックホール、ことにホーキングが提唱したホーキング放射に関する知見が有効かと考えます。ここでは、事象の境界で見られる光子対生成の振る舞いから、時空の粒子構造が予見されています。「超ひも理論」を否定し、エーテルの再来を予言するかも知れない、画期的な研究が続けられていると聞きます。アインシュタインは、死の前年、「連続的構造の概念に基づいていない場の存在」を書き記したことがあり、「その場合は、私の研究成果はどれも無に帰すことになる」と述べています。


ひも理論はもっと深く調べていきたいと思っていますが、
存在と次元とがどのように関わっているのかが私にはまだよく把握できていません。

このあたりもみんなで考えていきたいと思いますので、
よろしくお願いいたします。


> 万有原力と授受作用の力に関するゲージ理論の構築についても、活躍を期待しております。


Ｔ先生の研究されているのがまさにここではないかと思います。
Ｔ先生のお考えもいろいろお聞かせ願えることを期待しております。

「:地平線問題の解決は光どうしの相互作用によらないのではないか？　　重力子」
）特殊相対性理論は、光速度一定の原理を基本として、移動しているものどうしの時間の進み方が双方で異なることを言いますが、
）これは別に「光の相互作用が時間を決めている」ということではなく、相対性原理が「光を見ても時間を見ても成り立っている」ということではないかなあと、思いをめぐらしているところです。
）ですから、地平線問題で光の届く距離を考えるのは、ちょっと違うのではないか、と思いつつあります。


特殊相対性理論は、光速度不変の原理を説きますが、現在、遠方の宇宙の膨張速度は、光速度を超えていることが示されています。この事実をどう説明するか？特殊相対性理論に関する解説書を読むと、光速度不変の原理は、「相対論的な因果律」の破れを禁じているに過ぎず（つまり、ある情報が、光速度以上の速度で伝わり、結果に影響を及ぼすことです。時間の逆転現象のことです）、光速度以上の速度を有するある実在が、原因と結果の4次元的時間的因果律と相互作用を来たさない何らかの系で存在するならば、「相対論的因果律」に矛盾しないと結論づけています。

宇宙空間を、時間との関連で捉えた場合、光速度を基準にした光の未達距離を説明することが困難になり、ご指摘の「晴れ上がり」に関する地平線問題に行き当たります。自分も当初は、フリードマン宇宙の等方的な膨張に目を奪われて、問題の本質を見誤った感があります。やはり、ここはおっしゃられる通り、「光の相互作用が時間を決めているということではなく、相対性原理が光を見ても時間を見ても成り立っているということである」と解釈した方が良さそうです。

問題は、「4次元的時間的因果律と相互作用を来たさない何らかの系」が一体どのようなものであるか、といった点ですが、これについては、生憎、高度な数学的素養を持ち合わせない小生には、荷が過ぎる課題であり、専門家の研究を待つ外なさそうです。


）「エレガントな宇宙」を読み進めていたら、重力の伝わる速さは光と同じだと書）いてありました。アインシュタインが計算したそうです。
）重力で引き合うものどうしが離れている場合は問題ないのですが、どんどん近づいて量子力学の適用範囲にまで近づくと、相対性理論と量子力学が両立しない破局が生じてしまう、とのことでした。


一般相対性理論と量子力学は、プランク時間とプランク長で理論的な破綻を来たしてしまうそうです（厳密な内容は不明ですが、波動関数が使えなくとのこと）。
このため、宇宙の創世初期を説明する量子重力理論なるものを想定し、両者を統一する夢の究極理論を、研究者が躍起になって探していることはご存知のところです。「超ひも理論」、「Ｍ理論」もその一つだと聞きます。また、時間と空間までも量子化しようという「ループ重力量子理論」なるものも考えられているようです。これは、粒子のスピンのジャイロ性にヒントを得たものだそうです。11次元、26次元といった世界は、およそ想像もつかない世界なので、私も「エレガントな宇宙」を一度読んでみようと考えています。

ところで、アインシュタインが計算したのは、重力子ではなく、重力波の速度でしたね。両者は、厳密な意味では、一致しないのではないかと考えます。

ところで、重力波はもう既に検出されたんでしょうか？一度、調べておきたいと思います。一般相対性理論と量子力学を取り扱うには、ブラックホール、ことにホーキングが提唱したホーキング放射に関する知見が有効かと考えます。ここでは、事象の境界で見られる光子対生成の振る舞いから、時空の粒子構造が予見されています。「超ひも理論」を否定し、エーテルの再来を予言するかも知れない、画期的な研究が続けられていると聞きます。

アインシュタインは、死の前年、「連続的構造の概念に基づいていない場の存在」を書き記したことがあり、「その場合は、私の研究成果はどれも無に帰すことになる」と述べています。重力（子）の問題は結論を出すにはまだ早計であるかな、というのが私の忌憚のない感想です。

重力子の発見は、永久機関の考案につながる人類史上の大発見となるのではないでしょうか？神様は、まだ時が到らず、この分野の成果が世に出るのを善しとされておられないのではないかとも考えます。

万有原力と授受作用の力に関するゲージ理論の構築についても、活躍を期待しております。

「Re:地平線問題の解決は光どうしの相互作用によらないのではないか？」
一箇所訂正します。

＞一般相対性理論は、引力が、空間のゆがみとして表されると言い、力が伝わるという時間を伴ったものではない、と言います。

「エレガントな宇宙」を読み進めていたら、
重力の伝わる速さは光と同じだと書いてありました。
アインシュタインが計算したそうです。

「地平線問題の解決は光どうしの相互作用によらないのではないか？」
光は最初から宇宙のどこにでも存在していたということですね？
それについては私もそう思います。


話はちょっと飛びますが、私は少し違う観点から考えていて、
地平線問題の解決は光どうしの相互作用によらないのではないか、と思うところがあります。

今、エレガントな宇宙という本を読んでいますが、読みながらこんなことを思っています。

一般相対性理論は、引力が、空間のゆがみとして表されると言い、力が伝わるという時間を伴ったものではない、と言います。
また、一般相対性理論は、引力による相対的関係、すなわち、正分合作用における２段階目にあたり、特殊相対性理論は１段階目にあたる原理なのではないか、とも思います。

すると、一般相対性理論が時間によらない理論であれば、特殊相対性理論も時間によらない理論のはずで、時間によらない宇宙の根本の上に、光や物質が存在していると見るべきではないか、と思うのです。

特殊相対性理論は、光速度一定の原理を基本として、移動しているものどうしの時間の進み方が双方で異なることを言いますが、

これは別に「光の相互作用が時間を決めている」ということではなく、相対性原理が「光を見ても時間を見ても成り立っている」ということではないかなあと、思いをめぐらしているところです。

ですから、地平線問題で光の届く距離を考えるのは、ちょっと違うのではないか、と思いつつあります。

「晴れ上がり後の膨張宇宙と光の到達距離」
晴れ上がり後、光がある一点（例えば宇宙の中心のようなもの）から同心円状に拡散したとすれば、光速度に近い速さで膨張する宇宙に、光が追いつけないといった奇妙な現象が起きそうです。

聖書の記述では、あたかも宇宙の中心の一点から、光が放たれたような印象を受けますから。しかしながら、実際はどうだったのでしょう？

ビックバン後、基本粒子が、均一な濃度のプラズマ状態のまま拡散したとすれば、晴れ上がりの時点において、汎宇宙規模で「晴れ上がり」（あたかも霧が晴れるように）の現象が見られるのではないでしょうか？物質世界の基本尺たる光が、「局所に偏在している」というのは、ブラック・ホールのような特異な箇所を除けば、おかしな話になってしまいそうです。