光速より速く動くことは可能ですか？答えはノーだ。私たちが一般に光速と呼ぶ普遍的な速度制限は、宇宙の仕組みの基本です。これまで聞いたことがない場合、これを想像するのは難しいですが、科学者は、あなたが速く動くほど、前方の空間次元が縮小し、外部の観察者から見たときに時計が遅くなることを発見しました。言い換えれば、空間と時間は、すべてがいつもと同じように起こる固定された背景ではありません。代わりに、空間と時間が曲がることがあります。
アインシュタインの相対性理論の根底にある方程式を見ると、光速に近づくにつれて、順方向の空間次元がゼロに縮小し、時計が停止することがわかります。
長さがゼロで時間の経過がない参照フレームは、実際には存在しない参照フレームです。したがって、これは、空間と時間が実際にはこの点の外側に存在しないという単純な理由で、光速より速く移動できるものはないことを示しています。
「速度」の概念は、特定の期間、空間を移動した特定の距離を測定する必要があるため、速度の概念は、光の速度の外側に物理的にさえ存在しません。実際、「光より速い」というフレーズは物理的に無意味です。
アインシュタインの相対性理論は間違っていると言うかもしれません。しかし、相対性理論を裏付ける証拠がたくさんあるので、それが間違っていれば、これらの基本原則を変えない程度に少し間違っている必要があります。
しかし、光より速く移動できるものはないという制限は、見た目どおり普遍的ではありません。
原理のより正確な定式化は次のとおりです：「光よりも速く局所的に移動できるものはありません」。これは、非局所的なスケールを使用すると、実際に光速を超える実効速度を達成できることを意味します。
たとえば、ワームホールが存在する場合、それらを使用して、地球からアルファケンタウリまでの経路を短くすることができます。地球からアルファケンタウリを通過し、ワームホールを通過しなかった少量の光と比較して、あなたはより速く移動するでしょう。言い換えれば、あなたが最初にスターに到達するでしょう。これは、ローカルで光速を超えたことがないために許可されます。別の光線が地球からアルファケンタウリに向けられ、私たちと一緒にワームホールを通過した場合、私たちは決してそれを追い抜くことはできませんでした。
別の例：宇宙には、光速を超える速度で互いに離れて移動している遠方の銀河があります。
しかし、光より速く動くことができるものがない場合、銀河はどのようにして光速より速く動くことができますか？
膨張する宇宙を想像してみてください。爆発の一部として銀河が飛び散る特定の場所からの爆発ではありません。これは空間の膨張です。中心はなく、宇宙は何にも拡大していません。
あなたが銀河の中にいて、宇宙が拡大するにつれて、他のすべての銀河があなたから遠ざかっていくのを想像してみてください。そして、あなたが他の銀河に飛んだ場合、あなたは他の誰もがまだあなたから遠ざかっていることを見るでしょう。
興味深いのは、これが興味深いことです。より遠い銀河が私たちからより速く遠ざかっています。銀河が遠くにあるほど、私たちから離れる速度が速くなります。
これはハッブル定数によって証明されています-私たちと遠くの銀河との間の距離のメガパーセクごとに、私たちを隔てる速度は毎秒約71キロメートル増加するという考えです。 2つのパーセクで隔てられた銀河は、毎秒142キロメートルずつ速度を上げます。 4200メガパーセクの距離に達するとすぐに、2つの銀河は光速を超える速度で互いに離れて飛んでいきます。
歴史上最初の光である宇宙マイクロ波背景放射は、全方向に460億光年離れています。 4,200メガパーセクは137億光年強です。ただし、4200メガパーセク以上離れているオブジェクトには多くのスペースがあることを理解する必要があります。
つまり、私たちに見える宇宙のほとんどは、すでに光速を超える速度で飛んでいます。しかし、どの銀河からの光が光速よりも速く動いているのをどのように見ることができますか。宇宙マイクロ波背景放射をどうやって見ることができますか？
銀河から放出された光は私たちに向かって移動し、銀河自体は私たちから遠ざかっているので、銀河内のすべての星から放出された光子はまだ私たちに到達できます。これらの波長の光は伸びてスペクトルの赤い端にさらに滑り込み、赤外線、マイクロ波、さらには電波にさえ入ります。時間の経過とともに、光子は伸びて銀河をまったく検出できなくなります。
遠い将来、私たちが今日目にするすべての銀河とすべての放射線は消え、検出できなくなります。遠い未来の天文学者は、ビッグバンや私たちの地元の銀河群の外に何かがあったことを知りません。
2021-09-29 19:08:51
著者: Vitalii Babkin