光の特異性
音もさ、光の速さには、たぶん到達できないけどさ、質量あんの?
音は?
レンです。
エマです。サイエントークは、研究者とOLが、科学をエンタメっぽく語るポッドキャストです。
この世で一番速いものって何ですか?
光。
じゃあ、なんで光ってそんな速いんですか?
なんでだろう、軽いから。
おお、軽いから。光の重さは?
ちょっと言えないけど。
言えないけど?
うん。
光って重さあります?
わかんない、あるんかな。光はエネルギーあるからっていうことは質量もある?
うーん、まあちょっと違うんだけど。
はい。
まあ今日の話は、光はなんでそんな速いのっていう話をちょっとしたいんですよね。
うん。
光って本当に何だろうって突き詰めると、めっちゃ複雑なんですよね、話が。
はいはい。
なので、とりあえず光の速さっていう部分をまず説明して、で、この光が本当に何なのっていうのは多分また次回になるかもしれない。
はい。
今回はね、もうとにかくなんでこんな速いのっていう。
うーん、はいはいはい。
視点でちょっと話してみようかなと。
はい。なんでだろうね、考えてみたら。
うん。
てか考えてみたら、動くものと動かないものの違いとかもね、よくわかんないよね。
動くものと動かないものの違い?
うん。
動くか動かないかじゃないもの。え、どういうこと?
いやなんかさ、光ってさ、もう勝手に動いていくじゃん、どっか行っちゃうじゃん。
うんうんうん。
でもさ、石とかを別にさ、そこ置いといてもさ、なんか触ったりしない限り動かないじゃん。
まあ。
光と石の違いは何だろうみたいな。
まあでもさ、石も動いてないように見えるけど、宇宙で見たら動いてるわけじゃん。
ああ、地球が回ってるから?
そう。
とか。
え?
まあとりあえず光と石は違うよねっていう。
それは違うよね。
そう、だからなんか光だけやっぱなんかちょっと特殊な感じするじゃん。
そう。光は特別なんですよね、結構。
光速の初期研究
うんうん。だからさ、なんか普通のものだったらさ、まあ軽い方が速いとかだったらすごく想像がつくけど、理にかなってる感じはするけど、
なんか光だけ特殊だから、こう普通のものと光と何が違うんだろうっていうのが私の疑問。
ああ、なるほど。光は何で特殊なのかっていう。
これね、相対性理論とかも関係してくるんですけど、
まあそれを説明するためにはね、そもそも光を測るっていうのを理解していかないといけないみたいな。
問いとしては単純じゃないですか。光って何なの?とかさ、光はどういうもんなん?みたいな。
だけどそれ答えようってなると結構難しいわけじゃん。こんなに身近にあるのに。
だからそこが面白いところかなと思って。
そうだよね。っていうか普通に生活してたらさ、光って何だろう、なんか動くものっていう感じすらしないよね。
早すぎてさ、そこにあるみたいな。カーテン開けたら光が入ってくるけど、もうそれ一瞬だからさ、
こう動いてるっていう感覚すらないからさ、それをそもそも動くものだっていう風に捉えた、初めに捉えた人もすごいなって思うけど。
今のめっちゃいい視点で、光って結構近代になるまで、それこそデカルトとか光って何だろうとか考えてるんですけど、デカルトも前やったね。
デカルトやりましたね。座標ですね。
座標の話したときに。デカルトはどう解釈したかっていうと、光の速さは無限。もう瞬時に伝わるもの。
ぱっと見そうだし、あとは雷とか見たときも、もう一瞬で光も届いてる風に見えるんで、光って速さ無限だよねっていう風に思われてたよね。
で、これに最初に疑問を出したのは、ガリレオガリレーって言われてる。
すごいね、ガリレオ。
すごい。1638年かな。実際さ、光の速さ測ろうって思ったらさ、どうやる?
なんかめっちゃ遠いところに人を2人用意して、Aさんが光放った瞬間とBさんが光受け取った瞬間の差で測るとか。
だよね。それはもう今完全に言った通りのことをガリレオガリレーがやってる。
めちゃくちゃ遠い丘の上に人を置いて、一方がランタン、光源ですよね、光。その覆ってるランタンのカバーみたいなやつをパッと外して、光が見えたら自分のランタンで合図を返すっていう。
で、光が往復する時間をこれで測定できるんじゃないかと。ただこれは失敗に終わりました。
早すぎて。
早すぎて。
うん、だろうね。
まあそれはそうだって感じだけど。だから結局ガリレオはこれなんか証明できたわけじゃないんですよ。実験をやりましたよって。
いやでもその視点が素晴らしいよね。
そうそう。
ちゃんと速さを持ってるものだっていう、無限じゃなくて有限だって考えて実験しようとするところはすごいね。
そうそうそう。だからね、そもそもね、これ地上で測定するっていうことじゃん、光を。
はいはい。
地上的測定法って言うんだけど、これめっちゃ難しいんだよね。
うんうん。
近すぎて。
うんうんうん。
で、光が早すぎて。
はい。
ただその原型はガリレオ・ガリレオでしたと。
はいはいはい。
じゃあどうすると思う?
え、じゃあ地上じゃないってこと?
うん、ってなると。
えー、え、でもガリレオとかの時代ってこと?
そうだね。1600年代、どうやって光の速さを測ろうとしたか。
えー、地上じゃない?
地上じゃないってことは?
山の上。
山の上はもうほぼ地上だよ。
えーっと、じゃあでも当時は別に月とか行けるわけじゃないから、その遠い月とか宇宙に人を置くわけではないけど、宇宙の何かしらの天体で光の速さを測定しようとした?
そう。これ宇宙を観測するっていうので光を測る人が出てくるんですよ。
はいはい。
これめっちゃ頭いいなーっていう感じなんだけど。
えー、でもちょっと待って。
どうやったと思う?
えー、ちょっと予想したいけど、えー。
じゃあちょっとヒント出す?これヒントないと無理だと思う。ヒントというか使ったもの。
えー、じゃあ一つ予想。
うん。
あーでも、うーん、あ、いいよ。
あ、予想なし?
いいよ、ヒント。
じゃあ使ったものヒントは木星がありますと。
はい。
で、木星の周りをくるくる回る衛星。
はい。
イオっていう衛星があるんだけど。
はい。
見たのはそれだけです。
うーん。
その2つを観測することで光のざっくりした速さまで出してる。
うーん。2つ必要?
2つ必要。
まあもうちょっと言うと、まあ木星と、あとその周りをくるくる回ってる衛星、まあ木星の月みたいなものですよね。
うん。
それは地球から見たら、その月は木星の影に隠れたり。
うんうんうん。
出てきたりするわけですよ。
はいはいはい。
それを使ったっていうのがヒントかな。
うんうんうん。だから木星の光がある時とまあない時というか隠れてる時があるってことだよね。
そうね。これめっちゃむずいと思う。
うーん。観測者は1点?それとも何点か?
観測者は1点だね。
同じところから観察してる。
いやわからんわ。
いやむずいよ。
うん。むずいんだろうね。だったら多分私は想像しても多分正解にたどり着けないわ。
これはまあさっき言った木星の衛星が、まああの月食みたいな感じで木星の影に衛星が隠れるっていうことが起きる。
でその衛星をずっと見てたらさ木星の回から出たり入ったりしてるように見える。
うんうん。
でその衛星っていうのはさまあ周期があるわけじゃん。
はいはい。
くるくる回る。
だいたい42.5時間って言われてるんだけどその木星の月が一周するのに。
はいはいはい。
でそれをずっと見てたら地球と木星は太陽の周りを回ってるわけじゃん。
はいはい。
だから地球と木星が近づいていってる時と遠ざかってる時っていうのがある。
うんうんうん。
で地球が木星に近づいていってる時ってこのさっきの木星の月が隠れる周期がどんどん短くなってたと。
はいはいはい。
逆に地球が木星から遠ざかっていく時はどんどんどんどんその間隔が空いてくっていう。
その間隔ってなんだっけ。
ああその木星の月が隠れるタイミングが。
私が分かんなくなってきた。
えーとじゃあその月着と月着までの間が長くなるのが地球と木星が遠ざかってる時。
そうそうそう。
うんうんうん。
でこれ何が言えるかっていうと遠ざかってる時にこの光が届く時間もかかるわけじゃんその衛星から地球まで。
うん。
で離れてってるからその分光が届くまでにラグが発生するわけじゃん。
うん。
これを使って一番地球と木星が近い時にはこれぐらいの時間で光届いてるな。
うんうんうん。
で遠い時はもっと時間かかってるなっていうのがこれで測定できる。
ほうほう。
ざっくり光の速さを足したっていうのがこれ1676年。
デンマークのレーマーさんっていう人がね光の速度初めて測定したって言われてる。
すごいね。頭のいい人もいるもんだね。
むちゃくちゃ頭いいよねこれ。
光速測定の進化
うん。
でざっくり秒速約21万4300キロって出してる。
うんうんうんうん。
まあ本当は秒速約30万キロなんでちょっとちっちゃめではあるんだけど。
うん。
まあそこそこ近いよね。
うんうんうん。
でしかも光が無限の速さだったらそんなこと起きないはずないよ。
別にどこで観測しようが地球と木星が遠かろうが近かろうが一瞬で光届いてるんだったら変わらないはずなのに。
やっぱり光って宇宙を飛んできてる間に時間かかってるから光の速さ有限だぞっていうのがこれで初めてわかった。
なるほどね。
これ面白いよね。
面白いね。
ちなみに1秒あたり30万キロっていう速度は地球像ではもう絶対さ観測できないかなこの。
もともとのガリリオさん式であのもう1回さ現代の技術でやろうとしてもやっぱ無理な速さ。
えっとねそれはこの後出てくる。
この後出てくる。
これまだ1600年代なんで。
そうだよね。
まあでも今日の話で出てきますよ地球上で測る方法。
今日はアインシュタインぐらいまでの時代でどうやって光の速さ測ったかを全部たぶん紹介すると。
はい。
で次ももうちょっと正確に測る方法を生み出してる人がいてこれ50年後ぐらいなんだけど。
50年後もまだこれ惑星の観測です。
でこれもすげえこんな星見てたらわかるんだって感じするんだけど地球ってまあ太陽の周り光転してるじゃないですか。
はいはい。
春夏秋冬で違う方向に進んでるわけですよね地球って太陽に対して。
で実は星見る時って望遠鏡をその特定の方向に進んでたらちょっと補正しなきゃいけない。
要は季節によって場所がちょっとずれる。
まあそうだよねだって地球も動いてるもんね。
そう地球も動いてるから。
うんうんうん。
でまあすっごい遠くの星からさまっすぐ光が届いてるわけじゃん。
うん。
なんだけど地球は動いてるんで光がちょっとやっぱずれる届くまでに。
はいはいはい。
だから斜めにちょっと光が降り注いでるように見えるんでそれを補正するってことをやるんだよね傾けて。
でその補正する角度は地球が光転してる速さと光の速さの比率がわかればこの角度わかるんじゃないっていう。
何と何の比率って言った?もう一回。
地球が光転する速さと光の速さ。
光の速さの計測の始まり
この角度を補正しなきゃっていうところから光の速さを秒速29万9042キロって計算したっていうのがブラッドリーっていう人なんだけど。
ほぼ30万に近づいてるんよね。
星見て計算するだけで。
まあそれぐらい角度を精密に測れるようになってるっていうのはあるんだけど。
角度なんか難しいね完全に理解しようとしなくてもいいんかな。
この辺はもうささっと流していい。
そうだね。
一個一個全部理解しなくても大丈夫だと思う。
特になんか声だけだからこそちょっとわかりづらいところもあるけど。
多分もしかしたら図に書いたりとかしたらちょっとわかりやすいのかもしれないけど。
ちょっとなんか難しいけどそういうことなんですね。
でまあ天文観測で結構誤差秒速1000キロぐらい以内にはなってきてるんだよね。
1700年代ぐらいで。
だけどやっぱり限界はあるわけですよ。
天文観測も。
これ以上精密にはちょっと無理だろう。
やっぱり光の速度を測るためには目の前で実験して測るしかないって1800年代はなる。
歯車と鏡を用いた実験
ああそうなんだ。
そうだよねなんかそのさっきのでさ21万キロとか29万キロとかさ。
そういうそのざっくりした速度がわかれば地上でどんぐらいの距離でその2人の人でストップウォッチを押せばいいのかとかさ。
そういうのもなんとなくさ想像がつくし。
かつそのテクノロジーも多分進化していってるわけだから。
まあ地上でできなくはないって分かったら地上でしようとなるよね。
まあでもそれも100年以上かかってるんだけどね。
まあそれかかるよな。
でじゃあどうしたかっていうと結構シンプルでこれ次1849年なんだけど。
何やったかっていうと歯車を使って測定する人が現れる。
実験としては簡単でまず用意するのは歯車が1個と鏡が1個とあと光出すもの。
光源ね。
光源。で光源から光が出てでそれを歯車を通して歯車越しにまたすごい遠くに鏡があるみたいな想像して欲しいんだけど。
じゃあ光源と鏡の間に歯車があるみたいな。
そうそう。でちょうどあの歯車のさギザギザしてる歯の間、あそこを光が通過するようにしておく。
はいはいはい。
で歯車ぐるぐる回すじゃん。したら光が鏡に届いたり届かなかったりするじゃん。
まあそれ想像できる。
届いたり。
息のさ光がぶつかる時もあるしぶつかんない時もあるよね歯車だから。
そうそう歯車の歯でブロックされる時とブロックされない時がもうすごい速さで交互にピカピカピカってなるみたいな感じになるでしょ。
そのピカピカを見てるのはどっち側から見てるの?
反射してきてる方を見てる。
反射してきてる方を見てるんだ。
でそうするとその間歯車が回ってその歯車の間を光が通って鏡に当たるじゃん。
でその間に歯車がちょっと動いて鏡から反射した光がブロックされるっていうのが起きる。
ってなるとその歯車がさどれぐらいのスピードで回ってるかとかさによってその光が往復する時間がわかる。
で時間とあとは鏡の距離がもうわかってるんでこれ8.6km離した場所に置いてたらしいんだけど鏡を。
よくできたなって感じだけど。
確かにね。
で時間と距離で速さが計算できてこれは毎秒約313,300kmと地上で初めて計算できた。
でも8kmだけでしょ離れてたのは歯車と。
8km結構遠いけどな。
歯車とそうか。
じゃあ相当歯車早く回したんだね。
めちゃくちゃ早く回してる。
すごいね。
でこれが1800年代にこういうことをやり始めて光ってやっぱ測れるぞってなる。
で今度これのまた進化系で今度は鏡を回転させるっていう方法を開発する。
はいはい。
これもさっき同じなんだけど回転する鏡に光を当てると反射して帰ってくる間にその回転してる鏡の角度が微妙に変わるからさ。
その帰ってくる位置が微妙にずれていくわけじゃん光が。
でその微妙なズレを測定して往復時間を決める。
でこれのメリットは鏡自体をめっちゃ回転させててしかもそのズレっていうのが起きやすくなってるらしいんだよね光が。
だからこんな8キロとかやんなくても数十メートルぐらいあれば光の速度測れる。
結構シンプルな方法じゃないこれ。
でもどこでそのさずれた光キャッチするんだろう。
光もビームみたいになってるってこと?
まあそうだね。
でそれでずれて反射してきた光はじゃあそのなんか円形の部屋みたいになっててその円形の部屋の中どっかにぶつかるってこと?
円形の部屋じゃなくてもいいと思うけど。
どうやってキャッチするんだろうって思って。
どこに現れるかわからないじゃん。
具体的にどうやって光をキャッチしてるってこと?
そうそうそうそう。
だからどこでも光がキャッチできるようにしとくのかな。
普通にスクリーンに映して見てるって。
でその目盛り付けといて目で見て測ったっていう。
なるほどね。
でこれで毎秒約29万8千キロメートルっていうところまでは測定できた。
しかもこの時やったのはこれ風光さんっていう人なんだけどフランスの物理学者。
もう一個わかったのはこれ水中を通してみたら光のスピード遅くなってるっていうのもこの人が初めて発見。
光の本質に関する議論
発想がすごいね。
その光が通る物質によってその光の速さが違うっていうのの発想を思いつくのがすごいですね。
これなんでやったかというと光って結局粒なの波なのっていう論争がずっと起きてて。
で粒だったら光が水とかに入ったら引力が働いて光って加速されるんじゃないって予測されてた。
で逆に波だったら減速すんじゃないっていう予測がされてて。
実際遅くなったんで水の中で。
これ波なんじゃないっていう方にこの実験で世の中傾いたりとかしてる。
粒だったら加速するっていうのはよく意味わかんないけどそういうもんなんだ。
物理学者たちにとってはそれが当たり前なんだっていうことらしいよ。
これ言ったのニュートンなんだけどちなみに。
じゃあ正しそうだね。
ニュートンはだから間違ったって言うね。
私が言ってたのはさ、粒だったら物通る時に加速されるっていうのはそういうものなのって思って引力で加速するっていう風に思うんだって思って。
それが物理学者たちにとってはそれが当たり前なんだって思って。
ニュートンの発想は万物に引力があるっていう発想で、
多分そこを通る時にそのものは引きつける力を持ってて、通り道に引きつけるものがずっとあったら、
加速されていくんじゃないっていう。
そうなんだ。
そういう発想だと思う。
その前提は正しいの?
粒の場合に水の中通る時に加速されるっていうその前提は。
いやみんなかは知らないけど、
というかそういうものって他にないから分かんないんじゃない?
あくまで予想だから。
難しいね。
でも結局減速してからじゃあ波なんだろうとかね。
みんなかは知らないけどというかそういうものって他にない からわかんないんじゃなくまで予想だから予想
難しいねうんでまぁでも結局減速してからじゃあ 波なんだろうってなったんだそうそうそう
それそれじゃあみんな納得するものなんだ まあ相変わらず論争はするんだけど
でしかもこれじゃあ結局粒なの波なのっていうのはさ これちょっとまた今度話すんだけど
もう粒だっていう時期と波だーって時期あったりするから光って トレンドがあるんだトレンドがある
だってで現代さなんか粒でもあり波でもあるみたいなさ 何それみたいな感じじゃんそれはちょっとまた今度話す光の正体の話をまた今度
発言するんだけど 現代はもう安定してんの
論争がさあの粒に行ったり波に行ったりみたいなそういうことも起きずにもみんなさ 共通見解として粒でもあり波ですよみたいな波でもありますよみたいな
そういう感じなの物理学者たちはそう でもなんかそんなのありっていう感じもするじゃん
ていう状態に何で現代なってんのっていうのはちょっとまた今度話し話すこれ でまぁ今回だから光の速さの測定の話だけに絞ってんだけど
この回転する鏡のさっきの実験あったじゃん でこれをまあめちゃくちゃ精度よく改良し続けるみたいなのが
1900年代に入ってもずっとやられてて 1926年にカリフォルニアの山と山の間35キロメートルを使って
で片方から光を飛ばしてもう片方は回転する鏡を置いて 反射してくるっていうズレを測定するっていうのをめっちゃ正確にやろうと思って超
大規模な実験をやってなるべく正確にやろうっていう 大規模になればなるほどさそのズレた時の光をさどうキャッチするのか問題が出てくる
気がするけど まあでもさ距離が長くなった方が測定はしやすくなるんじゃない
時間かかるしやすいから正確に測ればより正確な光の速さがわかるようになるんだろう なと思うけどさ
どうやってキャッチするみたいな光を 今時は見てじゃないかな
さあどこに来るかわかんないからさじゃあ30 半径35メートルのところでさ色んな人を配置しとくみたいなそういう感じ
半径35メートル山と山のは35キロメートルね あそう35キロメートル帰ってくる光って本当にちょっとしかずれない
あそっか 光が早いからちょっとしかずれないんか
ちょっとしかずれない あーじゃあ別になんか別の場所にさ人配置しなくてもいいか
全然いい あーそっかそっか
でこれでわかったのが秒速29万9796プラスマイナス4キロまで絞れたこれで すごいね
でこれは1900年代前半から数十年ぐらいはもう光の速度ってこれですっていう標準値 として使われてたようなレベルでわかったよって感じだよね
はいはいでも今はさらに違ったいってことをじゃあ 今はさらに違うさらに今はレーザー光の周波数とか波長まで全部わかって
もっと正確に測ったっていうのが現代なんだけど まあしかも真空にしてとかやってこれそれはまあ機械側の測定側の技術
確信が結構あって まあレーザーを使えたらね結構測れそうな感じするじゃん
まあそれは1900年代後半はもうそうなっていくんですけど でさっきの鏡をくるくる回転させたような時期に戻るとでこの時に前も言った
光って電磁波だよねーみたいな マクスウェルさんとかがそういう理論とかを出してまあ光は電磁波であるのはもう間違い
なさそうっていうのになってたんだけど じゃあその波って何かを介在して存在するものなんですよ
水の波とかは水がこう伝えてるわけじゃん で光も波なんだったらじゃあ何かを通して伝わってきてる
それがもう宇宙であってもそうなわけじゃん 真空でも 真空でもでもそれって何だろうってなさ
そうかさっきの実験的にはその水を通ったら減速したからっていうことは 粒じゃなくて波だよねってなっててじゃあ波だったら何かしら介在するものがあるはずだから
そう介在するものを探してるけど 普通に真空とかでも光通るよねみたいになってるっていうこと
そうそうそう おかしいねって そう
まあ宇宙が真空ってまだわかってないんだけどねこの時 その時わかってないの 言えるのは宇宙は光通ってきてるわけじゃん
星とかを光で その星から届いてるからじゃあ宇宙は何かで満たされてるってなるわけ
光を伝えてくる それなんだろうっていう方に関心が凝っていくよ
じゃあもう当時の前提としてはそもそものデータがその光の速度のデータが何かしらを介在してるっていうデータだけで
うんそうだね 宇宙も真空ってわかってなかったから宇宙に何かが詰まってると思ってたんだ
そうで多分透明だししかも多分質量もないし 粘性とかもないしけどその光の振動を伝えるための硬い何かで宇宙は満たされてる
光の速度の謎
硬い? 柔らかいとさめっちゃ減速するわけじゃん
でもどうやら宇宙で光はそんなに減速しないというかめちゃくちゃ速い だって地上で測る速さと宇宙を観測して測る光の速さって結構似たような感じだったじゃんさっき
29万キロぐらいでってことは宇宙ほぼ減速してないなーってなって あーそれなんだろうってな
でこれをハリーポッターの呪文みたいなけどルミニフェラスエーテル 光を運ぶエーテルっていう名前をつけるんだけど
要はもう架空の物質っすね それが多分光を伝えてるんじゃないかっていうことをまずそういう世界だとするじゃん
しかもそういうものに宇宙が満たされているとしたら地球は動いてるわけじゃん 太陽の周り動いてる
ってことはこのエーテルっていうやつを地球が突き進んでるはずだと わかる?
分かんない 宇宙がエーテルっていうものに満たされているとすると地球は動いてるんでそのエーテルの中を突き進んでそのエーテルの風が吹いてるんじゃないか
地球に? 想像できる?
なんかで満たされてたらそうじゃん確かに風吹きそうだなっていう だからそのエーテルの風みたいのがあるとしたらそれに向かって光を当てると光遅くなって
その逆に地球が進んでいってるのと逆側後ろ方向に光をやったら光って早くなるんじゃないっていう そういう発想になるんだよね
でこれ何が重要かっていうと光の速度がより正確に分かれば分かるほど 光が加速したり減速したりするっていう発想なわけよ最初
まあ物ってさそうじゃん例えば ボール投げた時に風が後ろから吹いてたら加速するし
前から風吹いてたら減速する だから光もそういう性質あるんじゃないのって思われてた
アインシュタインの発見
だってものじゃんみたいな光だって見えるしものじゃんみたいな でこれを検出したいっていう人が出てくるっていう結構面白いと思う
そうね難しいねえっと風上から風下に方向に光を当てると早くなるって思った?
それはエーテルが風上から風下に行ってるからで 風下から風上だったら
あそっかそっか風に反してるから光が遅くなりそうだねってことか そうそう
まあ確かにっていうってことはこのエーテルの風が証明できたら 宇宙はこういうもんで満たされているっていうのも分かる
みたいなことになるねでじゃあこれをどうやってやるかっていう 感じなんだけどまあこれもね簡単に言うと真っ直ぐ来た光を右に反射する鏡と
左に反射する鏡を置きますと同じ光をね したら光はもう半分光みたいな
でさっきのエーテルの風みたいな もし地球に吹いているとしたら片方に反射した光は加速されてもう片方に
反射した光は減速されるみたいなことが起きるはずだって言う それを実験するっていうのをやってみるんだけどこれがもう何をどうやっても変わらんって
なる ってまぁちょっと細かい実験方法は割愛するんだけど
これものすごいいろんな人がやるんだよねこの実験 でしかもこの地球の光点の状態が違う時にやったらどうかなとか
いろんな条件でやられたんだけど何回あっても光の速度がこう変わることはなかった っていうことがわかりましたと
でこれ状況整理するとまず光は波です 波はその媒介するものが必要です
だけどその媒介している存在を示す証拠が全く見つからない 結局これ何が起きてるのみたいなのがわからないまま
1900年ぐらいまで来るよね なんかその実験結果だけ見たらもう光は波じゃないじゃんってなりそうだね
そうそうでこれを解決したのが愛しています すごいこれやがり奇跡の土地ですね1905年
アンシュタインがその光は波か 粒化説なんかずっとトレンドがあって不安定だったけど
に終止符を打ったみたいなイメージ そうだねもうねこれ発想が全然違う
でアインシュタインが何でそういう発想したのかっていうのを説明するための今まで の話だったんだけど
状況としてはもうな波派が主流でだけど波だけじゃ説明できない とかそういうのが起きてるんだけどじゃあアインシュタインは何したかっていうともう
エーテルが何とかそういうのを説明して解決するんじゃなくて ある意味光はそういうもんですって言う
諦めじゃないけど光の速度はもう普遍なんですよっていうことを言い始める それが今の私たちの理解だよねでも
そう で今どういうことってなんだけどじゃあ光の速さが一定ってことは速さは距離割る時間
じゃん じゃあ速さ一定ってことは距離と時間が変わってるっていうことは起きるんじゃないっていう
なるほどねこれが相対性理論の発想の最初 でこの辻褄を合わせるっていうことは
前相対性論の話だけどなんで時間と空間伸びじりミスのって感じだったじゃん これ速さが固定されたらもう時間と空間が変わるっていう発想しないと
説明がつかないからっていうことなんですよね 発想の転換ですねそうまあそれもなんか
へーって感じかもしれないけどでまぁこれが唯一さっきまで言ってた エーテルの風どうしてもわからん
何回やっても光の速度これ一緒じゃんってなってる謎を もう自然の根本的な法則として受け入れるってことだよ
方法がまずすごかったこと まあこういう発想があったから正直さ時間が遅れるとかさ
持っちゃ早いものは短くなるとかそういうのを実験する前に理論で言えたのは こういう発想があったからで
でもう1個言ってたのが光は質量がないです で質量がないものはこのスピードで進むっていうルールでこの世はできてるっていう
説明をしたんですよだって光以外は全部質量がある 光だけが質量がないだから質量がないものはこの速度がマックスでっていうルールで
この物理の世界はできてますよっていう のを示したって感じ
光と物質の関係
面白いね面白くないじゃあもう質量ないんだ光ってそう 結論から言うとね
でもそれだったらさじゃあ光なんで粒なんてならん 質量のない粒ってどういうことってなる
まあなるよね まあそれちょっと次回なんだけど次回とかまた今度なんだけどしかそもそも光が質量
ないって何みたいな ところとかもこれはそれでまたこの速さと別な歴史があるんだけど
質量がないものはこれぐらいの速さですっていうルール逆にちょっとでも質量があったら 光の速度を越すことはできないっていうことじゃ
もしくはもなんか質量マイナスみたいなもよくわかんないことを言ったらありるかもしれない けど
質量が本当にちょびっとでもあったらこの光の速さを超えられませんよっていうのもまあ一応 数式で言ってて
まあちょっと細かい数式言わないけど 要はこれぐらいのエネルギーがあれば物って加速できますよねっていう式を作る
実際さそうじゃん僕らもさなんか物の速度を上げようと思ったらさ エネルギーが必要なわけじゃん
そうですね自転車漕ぐ時とかね自転車漕ぐ時とか でそれで光の速さに到達しようとするっていうことは
これってエネルギーのある意味分数の分母を小さくしていくみたいなことなんだけど 光に近づけば近づくほど必要なエネルギーってどんどん分母がゼロに近づいていく
エネルギーの分母がゼロに近づいていくということは無限に発散していくっていうこと なんで質量があるものが光の速さを超えることはないっていう
無限にエネルギーが必要になっちゃうからっていう まあそういう理論を作ったって感じ
ここは結構難しい じゃあ音とかは質量あるってこと?音もさ光の速さには多分到達できないけどさ
質量あんの? 音はまあ空気とか水とかなんか媒体するものが振動して伝わっている波
だからその振動は伝われば伝わるほどずっと弱くなっていくじゃん その震えるものが必要だから
結局光はさっきの話だと震えるもの別に必要ないよねって言ったんで まあ音はそんな速くないんだけど
じゃあ光は波でもあって粒でもある不思議な存在だから光と単純な波である音を比較したら
波は倍快するものが必要で倍快するものによって減速しちゃうから波は絶対に光の速さに
たどり着くことはできないし まあ粒というか普通のものとかを見ても粒たちはエネルギーがあるから
エネルギーじゃない質量があるからそれを光の速さにしようとすると もう無限大のエネルギーが必要になっちゃって
だから光にはたどり着けない だからもうなんか光はすごい特別みたいな
でっかくみたいな そういう感じかな そういう感じ だってさよく考えたら光の速さと時間と空間だったらさ
なんか時間とか空間の方が普遍そうだよなって普通に言われたら思うんだけど まあ普通に考えたら時間と空間が普遍で速さが変わるよね
でも光が絶対なんだ速さが絶対なんだ まあこれなんかすごいややこしいんだけど3次元の空間と
時間は流れていく1次元のものそれが合わさった4次元の時空がありますよみたいな でそれを結びつけているのが光ですっていう感じの説明なんだけど
これだけ言ってもマジわけわかんない 今言っててわけわかんないでしょ
わけわかんないけどそれ聞いたことあるからなんかスッと入ってきたわ っていう説明にこれで行き着くっていう
あーそれがアインシュタインが言ってたことなの? そう アインシュタインの師匠が最初に言ったのかな
4次元時空が だから世界のルールみたいな話なんだよねこれ本当にこの世界のこのプログラムの定数ですっていう
ものが光のスピードですよっていう なかなかその発想の転換は難しいよね 難しい 普通の常識にとられてたら絶対行き着かないけど
そこを超えちゃうのがすごいね だからやっぱ理論に行き着かないといけないというのはそこかもしれない
途中までさめっちゃ実験の話したけど 結局はちょっとその実験で限界を迎えてじゃあこういう理論なんじゃないって言って
それを後の時代でいろいろさらに精密な実験とかやるわけだけど じゃあそれで理論が正しそうってなっていくみたいな
だからなんか今回の場合ってなんか実験があってそれを元に理論を作ってその後 それをさらにまた実験をしてその理論正しかったっていう流れだよね
そうだね なんか結構さ私のイメージではさ 理論をなんとなく先に作ってそれでその後に実験と照らし合わせて正しいかどうか
こう称号するみたいなそういうイメージだったんだけど 反映したいはもう実験結果から理論の根底を変えちゃって
で理論を新しく作り直したみたいな そういうことだよね そういうこと すごいね
だから世界が後からついてきたみたいな感じになってる のもまあ納得っちゃ納得かなっていう感じですかね
あと最後仮想で高速より速く移動するものっていうのを考えた時に 結局時間を巻き戻っちゃうみたいなのが可能になっちゃうんだよね今の物理学
そうなんだ そう なんかそういう粒子が考案されたこともあって
タキオンって言うんだけど虚数の質量を持っているもの だけどこれ今はほぼ完全に否定されてて
でもしこれ存在しちゃうとさっきの話だと光より速い速度ってなると 時間の方が逆にマイナスみたいなことになる
でもそれは起きないよ それが起きたら面白いよね
いつかなんか実験結果とかでさそれ起きましたみたいなのがないかな
そしたらさあのタイムカプセル タイムカプセルじゃないわ
タイムトラベルで過去を戻れるように そうそうそう
しかもなんか相対性量みたいな話で言うと この虚数の粒子みたいなやつをある人が未来に向けて送ったら
別な人から見たらそれは過去に向かって送っているみたいなことが発生する
過去に情報が送れるようになるよねとかそういうのが発生しちゃって 論理的に破綻しちゃうっていう
まあそういう話らしいです今の科学 面白いね
それが実現したら面白いんだね
面白いでまあ唯一光より早いって言われてるのは宇宙の膨張している速さですね
それは物が動いているんじゃなくて空間自体が拡張しているから光より早くても別にこのルールには影響しない
そうなの? そう
とか
あーなるほどと思うんだけどおもろいですよね
ちょっともう最後のはよくわからんけど
あくまで物が動くっていう意味でのルールだからね
光の性質と宇宙の膨張
宇宙の空間が広がるはもう物が動くとかじゃない?
空間が広がってるってことは私たちは広がってない?
私たちが広がってるっていうのはどういうことなの?
なんかさもう一個一個の原子の粒自体もさ少しずつさ空間の膨張に伴ってさでっかくなっていってるのか
それとも空間だけが膨張していってその原子とか私たちとかは同じサイズなのかどっちだろうって思って
あーでも膨張してるわけじゃないからな今ここが
それが気づかないだけとか
あーそういうのあるかもしんない
もうね宇宙の話になるともう訳がわからなくなる
なるほど最後の方宇宙で発散しちゃったけど
今回言いたかったのは結局光っていうめちゃくちゃ身近なものを調べるだけでもこんなことになるっていう
いい事例かなーっていうのが一つと
まあ今回は光並みっていうので速度の話したけどじゃあ結局粒なんみたいな
それはなんで言ってんのって
光でもあり粒でもあるの粒の方の話はちょっとまた別のエピソードでします
いや光がすごすぎてわけわからん
これおへびだよね話題としてさ
いやせっかく世界の正体みたいな話をするからさ
光をやんなきゃと思ったんだけど
めっちゃむずいんだよ光
めっちゃむずいめちゃくちゃ身近だけどめっちゃむずい
もう光の速度とか粒とか波とか他のもと全然違って
マジで意味がわからん
まあイメージはちょっと伝わったら嬉しいなと思うけど
そうだねちょっとは伝わったかも
まあその距離はある時間が速さ
で速さが一定だから距離や時間が変わるんだよっていうところはめっちゃ納得した
納得した
まあそういうもんなんだっていうことであるんだけどね
世界のルールはそうなっているらしいです
すごいね
っていう話でした
アインシュタインと光の速さ
まあちょっとね今回悩み度めっちゃ高かったかもしれないですけど
ちょっとまたね次で光の話は次で終わりかなと思うんで
でそこからまたちょっと原始につながっていくところをやりたい
てかアインシュタインの話したらこうなるんよ
だからアインシュタインの人生と光の速さと
光の粒っていうので3回はかかる
そうだね確かに
っていう話でした
はいということでねちょっとまた
ちょっとこれ僕にね質問されてもね答えれるかちょっと自信ないんだけどこの辺の話はね
それはきっとさサイエントークを聞いているそういうなんか詳しい物理に詳しい人とかが答えてくれるんじゃないですか
わかんないどこで答えるかわかんないけど
まあ今せっかくねLINEオープンチャットがあるから
もしかしたら相対性論で盛り上がってもいいのかもしれないね
確かに
収集つかなくなる可能性はあるから
そうだね
まあぜひねコメントとかもらえたらまた嬉しいなと思います
ぜひぜひよろしくお願いします
はいでコミュニティもぜひチェックしてみてください
オープンチャットもぜひ
オープンチャットもぜひ
ということでそれでは皆さん
ウルトラフォー
