【宇宙】遠い昔、光は今より速かった? 光速度不変の原理を覆す仮説を検証

1 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 08:48:56.95 ID:CAP_USER9.net
真空中を伝わる光の速度は299,792,458m/s(毎秒約30万km)で常に一定であるとする「光速度不変の原理」。これは、アインシュタインの相対性理論など現代の物理学を支えている屋台骨のひとつだ。しかし、科学者のなかには、この根本原理を疑問視し、「遠い昔、宇宙の初期段階では、光速が現在よりもずっと速かったのではないか」と考えている者もいる。約137億年前とされる宇宙誕生から現在に至るまで、光の速度が常に一定だったとすると、宇宙について得られている観測事実をうまく説明できない問題があるためである。

ここまでは宇宙論のなかの仮説のひとつに過ぎないが、インペリアル・カレッジ・ロンドン(ICL)などの研究グループはこのほど、光速度変動仮説の真偽を実験観測によって確かめることを可能にする、ある具体的な理論予測数値を発表した。研究論文は物理学誌「Physical Review D」に掲載された。

その理論予測とは、もしも初期宇宙の光速度が現在よりも速かった場合、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)のスペクトル指数が厳密に「0.96478」という値をとることになる、というものだ。CMBはビッグバンから間もない初期宇宙から発せられたと考えられている微弱な電磁波。またスペクトル指数とは、スペクトル図を対数表示して直線化したときの傾きの大きさであり、これまでのCMB観測によって約0.968とされている。測定誤差があることを考慮すれば、この観測値と今回の理論予測値はかなり近いと言える。

スペクトル指数については近年、CMBの観測技術向上によって、より精密な値が得られるようになってきている。このため、光速度変動仮説に基づく理論予測値が観測値と一致するのか、それとも観測事実に合わないとして否定されるのか、いずれにせよ近い将来はっきりと真偽を検証できる可能性が出てきたことになる。

研究グループのJoao Magueijo教授は「光の速度が変動する可能性があるというアイデアは、提唱された当初ラディカルなものだったが、数値予測が伴ったことにより、今では物理学者が実際に検証可能なものになった」と話す。今後、CMBの観測値が今回の予測値に一致すると判明した場合、アインシュタインの重力理論(一般相対性理論)の修正につながる可能性がある。

■「宇宙の地平線問題」を説明する2つの理論

宇宙形成に関する理論では、初期宇宙の内部にあったわずかな密度のゆらぎがもとになって、銀河や銀河団など今日の宇宙に存在するさまざまな構造が生まれたと考えられている。宇宙の最古の光であるCMBのスペクトル指数を測定することで、初期宇宙におけるゆらぎの性質を知ることができる。初期宇宙での光速度が現在と異なっていれば、その証拠もCMBスペクトルに刻まれていると考えられる。

宇宙の全歴史にわたって光速度が一定であったと仮定すると観測事実の説明が困難になる例としては、「宇宙の地平線問題」がある。CMBのこれまでの観測結果から、宇宙のどの方向を観測しても宇宙の温度はほぼ一様で、絶対温度2.725Kであることがわかっているが、このように宇宙の温度をムラなく均一化するためには宇宙空間は広すぎ、光の速さをもってしても時間が足りないという問題である。

現在の光の速度では、宇宙誕生からの全時間を使っても、観測されている宇宙の端から端まで光が伝わることができない。光が伝わらないのであれば、遠く離れた宇宙の2つの領域が相互に影響を及ぼしあう手段はなく、当然熱も伝わらないから、宇宙の温度にはバラつきが生じるはずである。しかし、現実にはそうなっていない。

この矛盾を解消する方法のひとつが、宇宙論の主流になっている「インフレーション宇宙論」である。インフレーション理論では、極めて初期の宇宙は非常に小さく、宇宙のどの領域も互いに相互作用可能だったと考える。その後、インフレーションと呼ばれる急激な宇宙膨張が起こり、宇宙の各領域は相互作用不可能な距離にまで離れ離れになっていくが、宇宙の温度などの均一性はインフレーション前の小さな宇宙における因果関係によって説明がつくとする。この理論には、光速度不変の原理や、現在知られている物理法則の一定性を保持できるという利点がある。ただし、「インフレーション領域」が過去に一度だけ存在したする条件を設定する必要がある。

インフレーション宇宙論に対抗し、地平線問題を解決するもうひとつの方法が、今回の研究のテーマである光速度変動仮説である。この理論では、初期宇宙では光の速度が現在よりもずっと速かったため、宇宙膨張とともに宇宙の各領域が離れ離れになっていっても、相互作用は可能だったと説明できる。その後、宇宙の密度の変化に伴って光の速度は低下していく。

http://news.mynavi.jp/news/2016/11/29/058/
3 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 08:55:23.02 ID:zRv3xpDZ0.net
万有引力定数やプランク定数も変数の可能性があるか?
6 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 08:58:35.09 ID:4twNbVoR0.net
真空の性質が変われば光速が変わってもおかしくないのでは
7 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 08:59:01.15 ID:rGVhsdIu0.net
EMドライヴといい真実なら従来の物理を覆す話だなあ
検証結果が楽しみ
8 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 08:59:02.95 ID:T6JftVTg0.net
光の速さは相対的なもんだろ。見掛けってことじゃなかったのか。
27 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:12:12.88 ID:DA6mbaho0.net
>>8
光だけは相対的なものではなく絶対的な速さなの。
それが、光速度不変の原理
9 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 08:59:49.82 ID:LypRlrFM0.net
1秒で地球を7周半て一見速く感じるけど
宇宙スケールで考えると遅すぎるんだよな
ほとんど止まってるみたいなもの
12 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:02:08.71 ID:u8wFthV7O.net
そりゃ観測時点が今なら密度が収束に向かわない限り、違うだろ
20 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:06:19.99 ID:VgD8zEra0.net
物理法則が、何らかの法則の上に成り立っているとすれば。
基盤となってる法則が変われば、それに従ってる物理法則も変化するわな。
21 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:06:43.90 ID:u8wFthV7O.net
観測点と異差が少ない世界と観測点と異差が多い世界
当然各種の時間差は様々になるわけで、平均は下がる
25 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:11:09.65 ID:u8wFthV7O.net
一直線で高速道路を走るのと、同じ速度で国道を走るようなもんさ
29 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:14:31.58 ID:LypRlrFM0.net
インフレーション宇宙論のほうもCMBや重力波の観測から
直接証拠を見つけようとしてきてる。インフレーション重力波ってやつ
どっちにしろ実験観測で真偽判定できるようになるのはいいね
仮説だけならなんとでも言えるから
31 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:14:41.81 ID:qrLP6Oap0.net
現状は、人間が知ってる観測対象である光を基準に理論を構成しているだけ。まだ人類が知らない何かがあるのさ
43 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:25:11.42 ID:DA6mbaho0.net
>>31
ダークマターは存在しなくて、未発見の力だとする仮説もあるね
34 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:15:22.27 ID:8Q0csLtr0.net
膨張速度が速かったので引っ張られた光も速かったって駄目なん?
35 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:15:30.51 ID:PfzwZcbW0.net
ビッグバンとか膨張宇宙ってのが直感的に受け入れがたい。
もっと分かりやすい理論を提供してよ、学者さん。
36 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:18:36.33 ID:aBI9MlLa0.net
>>35
神様がこの宇宙を創造したのです
39 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:22:56.44 ID:NZcSRE9EO.net
これね 数字や式は嘘でない
人が間違えただけな
落ちたんでなくより正確になってきた
もともとの数値にちかづいてきた
40 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:24:04.00 ID:hSZYBi2s0.net
光速度は不変でいいんだよ。
宇宙が小さかった頃は、中の人には相対的に光は速く感じられるし、宇宙が大きくなれば遅く感じる。
41 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:24:11.96 ID:ywkOgdZB0.net
空間は膨張しているから、光は今より速かったんだよ。
44 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:26:25.34 ID:osBTdgjJO.net
この説が正しくて、インフレーションを経ずに宇宙が誕生したとすると、
どこかの恒星や星雲の年齢が、宇宙の年齢より古い、って問題とか、
宇宙の曲率の問題とか、また復活しちゃうんじゃないの?
45 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:26:32.30 ID:K1NGBuVT0.net
物理学の法則.....
こいついつも覆ってるな...
48 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:29:35.66 ID:QImpa5Lj0.net
んで、この光速度変動仮説ってのは cに対してどれくらい変動すると考えてるのよ?
10%ダウンとか? それとも0.00038%アップとか?
54 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:34:59.30 ID:QeNOkibm0.net
宇宙は風船のように膨らんでるんだから、当たり前
57 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:38:24.82 ID:F7qr9jE10.net
光だって速さは落ちるよ
回線のトラフィック量によっては
58 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:38:53.50 ID:O3Q9MA6z0.net
ビッグバンの初速は無限大だろう
温度も無限大だったはず
高温の赤いもやが晴れて、宇宙の晴れわたりが始まって
だんだん落ち着いて今の平均宇宙になった
その間光の速度は変化していたはず
59 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:39:17.17 ID:yex715SM0.net
そもそも光速度がなぜ限界の速度なんだ?

ちなみに光速度が不変なのは光速度を越える範囲であって、光速度より遅い光というものはある。
67 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:43:29.01 ID:DA6mbaho0.net
>>59
光子が電磁力の媒介粒子だから
64 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:40:37.26 ID:UTIP64aKO.net
最近難しい科学の話はもはやオカルトに感じられるw
頭が回らない
74 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:47:13.69 ID:O3Q9MA6z0.net
調べたら光ファイバーの中を流れる光は
光速より遅いそうだ
91 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 09:56:23.34 ID:I5A2F91T0.net
光の速さが徐々に遅くなる事の等価として時間が存在するの
96 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:00:14.04 ID:vrvhm7KZ0.net
光のはやさが時間の基準だから、いつも一定です。
光がはやかったのではなく、他がおそかったのです。
105 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:12:44.96 ID:il8AVVFB0.net
光子疲れたわ。宇宙が出来て働き詰めですもの
106 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:14:10.11 ID:XfMaSmaJ0.net
光って重力に影響されるんだよな
ブラックホールに向けて照射で加速したりしないの?
108 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:14:17.87 ID:EasLq4Sq0.net
遠い昔 はるか彼方な他の銀河系で
109 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:15:06.08 ID:j8T894W/0.net
こんなのがまかり通ったら、
過去に行けたり未来に行けたりしちゃうじゃないか
110 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:15:28.29 ID:LfHrSSX10.net
137億光年先も知ってるだろw 宇宙のなぞを解き明かすとかって詭弁を使ってカネ集めるために嘘言ってるだけ  
114 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:19:45.08 ID:EAlAS3B30.net
これ全く逆だよ
昔の方が遅かった

その証拠に歳を取るほど一年が短くなる
今は一年が小学生の時の1/3くらいで過ぎて行く
これはどんどんと光の速度が上がっている証拠に他ならない
117 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:24:17.73 ID:c3J13C8r0.net
重力地図と偏移がしとめで分かる宇宙地図と果て
123 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:30:26.40 ID:jz7cH9CN0.net
だいたいよー重力で曲がるんだろ?
曲がるときに減速or加速があるんじゃないの?
初期宇宙の超重力下でなら今とは違う現象がなんでもあるんじゃね?
133 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:47:37.56 ID:lwukMZrR0.net
>>123
空間が曲がる=ローレンツ変換
やから同義反復なんやで
125 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:33:54.82 ID:bT258MuU0.net
摩擦力が効いてんだろう
ダークマターなんかとの
129 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:41:12.15 ID:1692lvRP0.net
こういう物凄い昔の出来事を検証する方法を考えた人って心から尊敬する。
俺には想像もできん。
どうやったらそんな昔の光の速さを調べられるっていうんだ?
134 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:49:10.88 ID:IjmIOGIw0.net
これは地平「線」と言ってるな。ブラックホールとかの地平「面」の訳は頭悪いからやめろ。
136 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 10:53:49.16 ID:/KXD2J5v0.net
宇宙膨張って空間は伸びるけど時間は延びないんだな
だから赤方偏移が観測されるわけだ
今気づいた
137 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 11:01:53.91 ID:xMvjJWjz0.net
時間も絶対じゃないし
何をもって過去の光が今より速いと?
140 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 11:06:34.51 ID:E1jC3Pin0.net
アインシュタインだから正しいというのは科学的ではないな
143 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 11:14:34.60 ID:yex715SM0.net
>>140
相対性理論にはどこか不備がある。
ダークマターとかいろいろ不審な点や矛盾点が出てきてるからな。
なのでより精度の高い新しい理論が必要だ。
149 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 11:25:21.03 ID:26/1lC+D0.net
相対性理論はいまの速度でないと成り立たないわけではないからな。
今の2倍でも10倍だとしても主要部分は成立するからな。
速度自体は相対性理論の要請ではない。
153 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 11:30:35.89 ID:engtseQ10.net
いま、宇宙の時間は逆行しているから光は速く思えるけど、本来光の絶対速度は0。そう考えると色々辻褄が合うんだ。
160 :名無しさん@ニュースです 2016/11/29(火) 11:37:01.76 ID:ZMo2sZcf0.net
光の速度がゼロになるときが宇宙の終わり
http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1480376936/

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