宇宙の温度

宇宙って、背景放射が現在２．７３Ｋですよね。
そんでもって宇宙の膨張は断熱膨張だったはずです。
断熱膨張で系の温度が下がるのは、膨張する時に系内部の粒子が仕事をするため内部エネルギーが減少するからでしたよね。
そこで疑問なのですが、宇宙はｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｄｏｍｉｎａｎｔの時は膨張の際に粒子が「宇宙の果て」の部分に対して仕事をしてエネルギーを失い、温度が下がったという描像になりえますが、ｍａｔｔｅｒ　ｄｏｍｉｎａｎｔになったら一転して膨張はｍａｔｔｅｒと離れますよね。（要するに、「宇宙の果て」に対して仕事をしなくなりますよね）
ということは、仕事をしなくなるわけですから、内部エネルギーは減少せずに、温度は一定に保たれる気がします。
すると、宇宙の晴れ上がりから温度は変わっていないことになると思うのですが、現実には下がりつづけてますよね？（ちょっと宇宙論は詳しくは無いのですが）
まぁダークマタ―のせいにしてしまったりすることもできると思うのですが、そんなに特殊なことが絡んで宇宙の温度が下がっていると言われているとは思えないのですが、実際の所はどうなんでしょうか？
周りの人に聞いても（一部の教官も含め）、「宇宙の温度は下がっているもんなんだ」的な答えしか与えてくれません。
それだと、あんまりに論理的じゃないですよね。
数式が出てきてもかまいませんので（っていうか、俺も物理に携わっている人間ですので）誰か、しっかりとその辺を説明していただける人いませんか？

宇宙の温度は下がっているもんなんだよ！

>>1
ど素人なりに答えてみる♪
空間が膨張した分だけ拡散もするので
温度が下がり続けて当り前だと思うのですが...

単純に運動エネルギーが重力ポテンシャルの位置エネルギーに
変換されてると考えても温度が下がるのは理解できると思います。

俺が集めてるからな。

＞３

マジレス禁止スレ？

ゴメン。
↑のレス間違えて中身書いてなかった。

＞３
空間の膨張と物質の拡散は、現在の宇宙では離れているので関係無いはずです。
また、拡散しても粒子が外部へ仕事をしなければ内部エネルギーに変化が起こらないので、温度は下がりません。
というか、とりあえず専門家の意見が聞きたいから、素人さんの意見はそれからにしてください。
聞いてる方が混乱します。（もちろん俺も混乱するし）

＞４
それでも、エネルギー保存則により、内部エネルギーに変化は無いように思うのですけど・・・。
ん？でも違うか・・・温度は運動エネルギーによって生じているから良いのか？
う〜ん・・・ちょっと熱・統計あんまりしっかり理解してないので、その辺も解説願えたりしますか？
俺もちょっと参考書片手に考えてみます。

＞７
マジレスしてください。
俺は真面目に聞いてます。

>>8
> 空間の膨張と物質の拡散は、現在の宇宙では離れているので関係無いはずです。

その考え方が違ってるように思うのです。
宇宙の果てだけが膨張してるって考え方だと宇宙の始まりからの経過時間と現実が合わなくなります。

> また、拡散しても粒子が外部へ仕事をしなければ内部エネルギーに変化が起こらないので、温度は下がりません。

外部の認識が違ってるのではないでしょうか？ (果てだけが外部と言えますか？

> というか、とりあえず専門家の意見が聞きたいから、素人さんの意見はそれからにしてください。
> 聞いてる方が混乱します。（もちろん俺も混乱するし）

ど素人で失礼致しました。 m(_ _)m

>>10
あの〜。宇宙の果てだけが膨張してるんじゃないんですが〜。

>>11
Ledもそう言ってる！

屑led
>外部の認識が違ってるのではないでしょうか？ (果てだけが外部と言えますか？

あんた高校生か？複素数平面習ったばかりで果て以外にも外部はあると思ってるんじゃねぇか？（藁

>13
判らん奴だなぁ。
空間が膨張してるんだよ、空間が！
良く考えろ！

しまったです！（汗"
キャラが変わってしまった....（うう！
ってことで14の投稿は撤回です♪

>13
空間が膨張してるんじゃないの？
だから果てに拘る必要ないジャン！

勿論、4番さんの意見も間違ってないけどね♪

# ど素人なりの意見なので判り難いとこはゴメンね♪

この板極めてレベル低いなァ
数学板に同等的な発言レベルだね（糞藁

>>16
君にはちょうど良いかもね♪
ついて来れる限界でしょう？ (爆笑

>>17
その言葉をそっくりそのまま返してあげましょう♪

>>18
ありがとう♪
ど素人のLedにはちょうど良いレベルですよ。 (ニコニコ)
まあ、必要に応じてレベルは変化するけどね♪

結局答えられる宇宙論の専門家は居ないの？
ちなみに素人さんに答えておくと、宇宙の果てだけが膨張しているわけじゃないのは分かってます。
そういう意味で書いたのではありません。
空間の膨張が何故起こっているか、そしてそれによって内部エネルギーの変化は何故起こっているのかという問題です。
マター（物質）が空間押しているわけじゃないとしたら、マターは空間に対して仕事をしていないから内部エネルギーが下がらないのではないかという疑問です。
ビッグバンによって膨張しているのだろうというかもしれませんが、空間の膨張は断熱膨張なのだから、ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｄｏｍｉｎａｎｔの時は内部エネルギーの変化があっても、ｍａｔｔｅｒ　ｄｏｍｉｎａｎｔに転じてからは、内部エネルギーの変化は起こっていないのではないか？という話です。
また、マター間の距離が空間の膨張に比例して、広がっているとしたら、銀河などはとっくに壊れています。
素人さんは知らないのかもしれないけど。
まぁ俺も宇宙論の専門家じゃないから、知った風なことを言っているけど間違っているかもしれない。（というか、多分間違っている）
だから宇宙論の専門家に聞きたかったんだけど。
誰も居なかったら諦めるけど、誰か説明できる人居ませんか？
４さんの答え以上のものは求められないのですか？

matter dominatedなときの宇宙のエネルギー密度って
ρ=nm(n:number density,m:mass)
だよね。
要するに物質の質量そのものが宇宙のエネルギーになってるわけさ。

で宇宙全体が膨張すると
nはR^{-3}で減少していくから（R:scale factor）
結局ρは小さくなっていくの。

これでいいかな？

>>20
貴方、宇宙は膨張してない派でしょう♪

>>20
宇宙が少しぐらい膨張しても銀河は壊れないよ
銀河スケールでは宇宙膨張よりも重力が効いているので
つまり、粒子間に全く相互作用がなければ粒子間距離は
宇宙膨張によりどんどん広がっていくかもしれないが、
小さいスケールでは相互作用(重力とか)のほうが重要であるということです。

＞２１
なるほど！
そういうことでしたか！
あんまり一般相対論に触れてないので、分かってませんでした。
ありがとうございます。
なんか、分かってしまうと簡単な事だったんですね・・・。

＞２２
そんなことは一言も言ってないでしょう。
最初に膨張してるって書いたでしょ。
ちゃんと読んでください。
膨張しているのは背景放射や赤方偏移などの観測事実から、否定できないでしょう・・・詳しく知らんから、もしかしたら現在膨張しているかどうか分からないのかも知れんけど。

＞２３
ご指摘ありがとうございます。
でも一応それは分かってるつもりです。
ちょっと意訳して書きすぎました。
その辺は理解しているつもりです・・・たぶん。

>>24
ゴメン疑って悪かったです。
空間が膨張するって伝えたのに貴方の返信は、膨張してないって回答にしか聞こえなかったので...（汗

# 失礼しました。

>>24
どうも輻射温度=エネルギー密度と考えている人が多いみたいですが, これは間違いだと思いますよ.
物質と輻射が熱平衡にあったのは宇宙初期のある時期 (〜10^5 年) までで, これ以降輻射は自由に伝播できるようになります (宇宙の晴れあがりとか呼ばれていたと思います).
したがって, (この時期以降の) 輻射温度の低下は赤方偏移によって引き起こされると考えるべきでしょう.

>>25
これからは過去ログ読んでから煽ろうね♪

>>27
あれ？
Ledはちゃんとログ読んでますよ。
自己矛盾した回答を１番さんから頂いた為に疑いが生じただけなんだけど...

>>27
相手にするな

>>21
>ρ=nm(n:number density,m:mass)
と
>宇宙全体が膨張すると
>nはR^{-3}で減少していくから（R:scale factor）
の説明希望。お願いします。

>>29
説明が要るのですか？．．．（汗"
うーん、この世は謎な人物が多く住んでいます♪

ニュートリノの背景輻射って何度でしたっけ。

はい。説明します。
>>ρ=nm(n:number density,m:mass)
c=1という単位系を使っているから分かりにくいかもしれないけど
cをexplicitに書くと、
質量mの物質のエネルギーはmc^2[J]
これは相対論で出ますよね。
で、これが宇宙の物質のエネルギーで
ρ（エネルギー密度）＝ｎ（物質密度）＊ｍ（エネルギー）
というわけさ。

>宇宙全体が膨張すると
>nはR^{-3}で減少していくから（R:scale factor）
の説明希望。お願いします。

宇宙は膨張しています。
これはどこを中心に膨張しているというわけでなく
空間のあらゆる点ががんがんはなれていっている、ということです。
だから、もともとLの距離にあった星も
時間がたつと2Lの距離になってしまったりします。

scale factor Rというのはこの膨張を特徴付ける変数で、
Rが2倍になれば宇宙の星たちの距離が2倍になるということです。
で、体積はそのとき8倍になりますよね？
ということはその中にある物質密度は8分の1倍になるわけです。

こういうことでいいでしょうか。

>ニュートリノの背景輻射って何度でしたっけ。
1.9K

＞２８
だから、君が勝手に矛盾していると勘違いしただけ。
勝手に人のせいにするな。
日本語が分からないなら別だが。

＞２９
すまないけど、２７を相手にしてしまった。

>>32
26 で触れたようにエネルギー密度と輻射温度は関係ありません.
そもそも, 古典理想気体でも温度と一意的な関係にあったのは粒子の一自由度あたりの運動エネルギーなので, エネルギー密度を持ち出す事自体変でしょう.

もし, 一粒子あたりの運動エネルギーの変化が知りたければフリードマン時空での粒子の運動方程式を解くのが簡単だと思います.
# ここでいう運動エネルギーは共動座標系に対するものです.
実際に計算すると p R (p: 運動量) が運動の恒量になっている事が分かります.
# 具体的な計算は, 「場の古典論」等で確認してください.
(共動座標系に対する) 速度が十分小さいとして非相対論近似を使うなら, 結果として運動エネルギーは R^2 に反比例して減少するという事になります.
# 多分, 理想気体の状態方程式を使ってアインシュタイン方程式を直接解いても同じ結果がえられると思います.

ちなみに, p R が運動の恒量であるという性質は光でも成り立ちます.
ただし光の場合運動量とエネルギーが比例するので, エネルギーは R に反比例して減少するという事になります.

＞３５
なるほど！
ちょっと計算してみます。

>>34
> だから、君が勝手に矛盾していると勘違いしただけ。
> 勝手に人のせいにするな。
> 日本語が分からないなら別だが。

さて、35番さんの意見が出たことだし、
どのように勘違いしているのか説明して貰いましょうか？
彼方は、膨張してるが宇宙の果て云々と言いましたね。
そこでLedは空間が膨張しているって指摘した訳だけども
彼方は、関係御座らんと言い張ったじゃないですか？
ところが今では「なるほど！」ってね。
一体何を勉強されて来たのですか？
事象の発生理由すら知らずに公式だけをひたすら覚えていたのですか？
ならば滑稽と言わねばいけないよね。

反応禁止

反応禁止解除♪

ＮＧワード＝宇宙の果て
だったらしい。それはともかく、ちゃんと式で考え
まともに考えている人をちゃかすな！＞Led
あなたは式を理解していないのだから。

>>40
屁とも思わないから相手にするな

>>32
わざわざありがとうございます。とてもわかりやすかったです。
でまた質問なんですが、なぜ空間上のあらゆる点が離れていっているとされているのですか？実験事実？

>>35
輻射温度、フリードマン時空での粒子の運動方程式、共動座標系、「場の古典論」、アインシュタイン方程式、
などのことばの意味を知りません。もしお暇なら教えて下さい。数式OKです。あるいはそれらの分野が載っている本を教えて下さい。

>>40
> あなたは式を理解していないのだから。
それは言えてますね。

> まともに考えている人をちゃかすな！
茶化してないんだけど...
応対がぞんざいなのでちょびっとだけふくれてみました♪

>>41
> でまた質問なんですが、なぜ空間上のあらゆる点が離れていっているとされているのですか？実験事実？
そうでないと計算が合わないんですよ。

# ど素人が回答してみる♪

＞３７
（君と言い争いをするためにスレ立てたわけじゃないから、君への解答はこの後君が何を言おうとこれで最後。相手して欲しいなら余計な事言ってないで、物理的なことについてだけレスつけなよ。君は言い訳がましいよ。当人の俺がもう煽りには反応するのを止めるので、他の人もよろしく。）
一から十まで全部説明しないと分からないのかい？
まぁ素人だからしょうがないか。
空間の膨張よりも重力の方が勝っているから、空間の膨張と物質の拡散は離れている（ちょっと言い過ぎだったかもしれんが、関係無いって書いたの）っていう事を、ああいう言い方で書いたの。（ちょっと分かり易いように意訳したけど、これで分からんならもういい。）
だから君は過去レスをよく読めって言われるの。
その言い方から察するに、２３のレスに対して２４で俺が答えているのを忘れているだろう。
ついでに「なるほど！」って言ってるのは、宇宙の温度が下がるためのエネルギー変化がどのように起こったかの理由についてで、今更空間が膨張してる事に対して言ってるわけじゃない。
こんな事は説明せんでも、ここに来てる君以外の人間は皆分かってる。

＞４１
ちなみに４３の答えは鵜呑みにしないように。（しないと思うけど）
一応俺が答えられるものを答えてみるけど、俺は宇宙論は専門じゃないから嘘が混じってるかもしれないので、間違ってたりするかも。

空間の各点が膨張していると考えられている理由は・・・忘れちまいました。
宇宙進化学の講義で昔出てきたけど、覚えてません。
輻射温度とは宇宙背景輻射（放射）のエネルギースペクトルを温度に換算したものと考えてください。
アインシュタイン方程式は、一般相対論から導かれる時空の幾何と物質を結びつける方程式。
数式ＯＫなら、一般相対論の参考書を片手にがりがり計算してみると良いよ。
テンソル算が出来ればＯＫさ。
「場の古典論」は、３５さんは参考書の名前として挙げてるんだと思うんだけど、だとしたらぶっちゃけた話、相対論の参考書のこと。
フリードマン時空は、現在の時空・・・かな？インフレーション前がド・ジッタ―時空で、インフレーション後がフリードマン時空って感じで理解してたけど、思いっきり違うかも。
共動座標系は・・・俺には上手く説明できないっす。
あとは皆さんに、間違いの訂正も含め、お任せします。
というか、宇宙論もこれからの自分の研究に必要になってくるので、良い参考書があったら俺も教えていただきたいです。

＞1
Ledは数学を使わずに物理を議論しようとしているのです。
実際それができれば大したものでしょうが、的を得ていません。
彼は批判するとその批判に対する反論しかしないので、話にならんのです。
その辺は相対論の議論スレで散々痛感しました。
オレも物理屋（学生）ですが、専門分野が違うのであえて深く追求しません。
ですが、エントロピーを考えたらどうでしょうか。
まぁ、他のスレでエントロピーが増加じないとかあったような気がしますが、
とりあえず今は考えないことにして。
エントロピーと温度の関係はご存知でしょうから、
そこから考えてみるのもよろしいかと。
全レス読んでて、ふっと思いついただけですが。

＞Led
数学が必要なのは認めるべきだろう。
説明がしたいのならば、きっちり概念プラス数学的な起承転結が必要なんだよ。
でなけりゃ、物理屋が数学を勉強する意味がないだろ。
大学の講義でもいいから、ちょっと覗いてきたら？
何度も言ってるんだが素人に議論するなとは言わないから、少しは勉強してくれ。
それをしないならあんたは単なる荒らしに過ぎないってことだ。

>>44

ど素人はコピペで勝負だぁ！ ^^/

［膨張している事実］
ハッブル宇宙望遠鏡を使った重力レンズによるクエーサーの観測により、我々の宇宙は"ゆっくり"と膨張しているという結果が得られた。宇宙の膨張速度を決定することは、すなわち宇宙の年齢を決定することにほかならない。これまで宇宙の年齢には大きな幅があり、短いものでは宇宙の年齢より年老いた星が存在すること（宇宙年齢パラドックス）になり、天文学者たちを悩ませていた。今回の観測結果は、年老いた恒星がじゅうぶんに存在できる長さで、さらに以前のハッブル・キー・プロジェクトにおける結果と一致していることにより天文学者らは胸をなでおろしている。
しかし、宇宙論学者にとっては悩みの種になりそうな結果ともなっている。宇宙論研究においては、宇宙の膨張速度と密度が重要な要素となってくる。最近の観測によると宇宙の密度は従来考えられてきたものより低く、物質の相互に作用する重力が弱いという説が有力になっている。しかし、今回のデータのように宇宙の膨張速度が遅く密度の低い宇宙であるためには、現在のビックバン宇宙モデルになんらかの修正を加える必要があるだろう、としている。


［膨張する理由らしきもの］
プリンストン大学のスタインハルト(Steinhardt,Paul J.)らは、この加速が、クインテセンス(quintessence)と呼ばれる新種の物質の影響である可能性を述べています。クインテセンスはマイナスの質量をもち、物質を遠くへ押しやる斥力を働かせます。この斥力ラムダは定数ではなく、宇宙の初期には大きくてインフレーションをもたらし、その後しだいに減少して、今日の小さいレベルになった、しかしいまなお宇宙膨張を加速させているというのです。

　これだけの説明では、単なるおとぎ話のように思われるかもしれませんが、この種の概念は、量子力学的に、真空場とか、超低エネルギー励起など、これまでにわかっている物理学で理解できる可能性もあるそうです。

＞46
その内容、理解してるなら具体的に説明してくれ。

>>44

「空間の各点が膨張していると考えられている」
のは観測によって得られた赤方偏移が等方的であるから
じゃなかったでしょうか？

間違ってたら突っ込んでください > 皆さん
間違った知識は正したいので。

つーか素人は顔だすなって（笑）？ > ワシ
勉強したいですワシも。いい参考書教えてください > 皆さん
テンソルはε_ijkを使った計算ぐらいしか出来ま
せんが（笑）。

＞Led
46の理由で、クインテセンスという物質が実際にどのように宇宙の膨張に
関与してるかの説明がないんだけど。
あんたの言葉で説明希望。

>>49
やってみるべ! ^^/

クインテセンスと言う訳の判らんマイナスの質量を持つ物質が、
通常物質を遠くに押しやる斥力（粒子が窮屈な場合のみに働く力）で、
宇宙の初期にインフレーションをもたらし、
今日でも非常に小さな斥力をもってして
いまなお宇宙膨張を加速させているって考えだね。

まあ、仮説だけどね♪

>39 名前：Ledの教え子投稿日：2001/02/13(火) 10:52
>反応禁止解除♪


相手にしてほしいの？

>>50
全然違う。嘘つくな。
クインテッセンスってのは仮想のスカラー粒子だ。
マイナスの質量をもつものなど場の理論では定式化できない。

現在の宇宙の真空エネルギーはナイーブに考えると
オーダープランク
（超対称性を考えると超対称性の破れのスケール）
に有ると思われるが観測に寄ると遥かに小さい。

これを説明するために、
「真空エネルギーは何らかの未知のメカニズムで厳密に０だが
（超重力を考えると原理的にはできる）
何らかのスカラー粒子が宇宙に充満していて
それが非常に平らなポテンシャルをころがっている。
その平坦なポテンシャルのせいで現在の微少な真空エネルギー
が生じている」

ってことだ。
嘘つくな。

>>52
全然違うな！嘘をつくな！！
文句があるなら、
http://www.astroarts.co.jp/news/1999/03/990316NAO243/index-j.shtml
上記に直接言え！！

お前の説明をLedが信じる訳ないだろう！ (大笑い

ってことで、嘘をつくな！

まあ、どちらにせよ単なる仮説だ！！

えくすくらめーしょんまーく乱用禁止

はあ。ここまできちがいじみてるとは。

>>53
あの、あの、信じようとしないだけのような気がするんですが…

現在のラムダの値は理論的に観測可能で、
現実に測定されてもいますが、
その結果からすべての系統誤差が除かれている保証はなく、
もちろんクインテセンスの存在が立証されたわけでもありません。

＞Led
これ抜けてるぞヴォケ

＞Led
オマエのレス
＞クインテセンスと言う訳の判らんマイナスの質量を持つ物質が、
＞通常物質を遠くに押しやる斥力（粒子が窮屈な場合のみに働く力）で、
＞宇宙の初期にインフレーションをもたらし、
＞今日でも非常に小さな斥力をもってして
＞いまなお宇宙膨張を加速させているって考えだね。
＞まあ、仮説だけどね♪

　仮説を信じないならテメエの仮説はどうなんだ。

いま話題にしてるのは「宇宙項」と呼ばれてたやつですか？＞正体不明の斥力

皆さん、俺が率先して相手にしていたのになんなのですが、ＬＥＤと煽りあいしてないで、議論しましょうよ。
ということで、今日研究室で少々話題になったのですが、光さえもブラックホールは曲げてしまうと良く言われますが、よ〜く考えるとフォトンはマスレスなので重力相互作用はしないですよね。
何故マスレスなのに重力によって影響を受けるのでしょう？
そんなもん計算してみろとか言われそうですけど、とりあえず疑問のままここに書き込んでみました。
相対論の参考書などにはエレベーターを使った思考実験が載っていて、光が曲がったように描かれていますよね。
でもマスレス・・・。
別の系から見れば曲がったように見えることと、重力があって曲がる事は区別がつかないのは分かりますけど、それは重力相互作用がそこにあればの話ですよね。
空間が曲がっていることと関係してるのは分かりますけど、マスレスのものが重力に引かれるという描像が浮かびません。
皆さん教えてください。

重力は質量に作用するのでなくてエネルギーに作用するのです。

>>56
仮説は仮説だよ。
あまり信じちゃダメさ！

>>58
Ledは仮説を紹介しただけだよ。
真実は、現在も宇宙は膨張しているってことだけだよ。

>>61
四つの力が判ってればそれで良いんじゃないの？
って言うより、四つの力を紹介してあげれば？

>>60
あらゆる物理が通じない特異点を議論しても無意味だと思うぞ！
それよりは、新事実の発見が先じゃないの？

＞６１
エネルギーと質量が等価だからですよね。
それは分かりますけど、では何故フォトンはマスレスなのでしょう？
エネルギーを持っているのにマスレス・・・これは自然界がそうなっているとしか現在説明できないでしょうか？
ちなみに場の理論の知識は持ってます。（「くり込み」のところはアヤフヤですけど）
質量とは結局なんなのかイマイチ分からないです。
エネルギーに重力は作用するのであれば、ステライド・ニュートリノなんかは重力相互作用すらしない可能性があるじゃないですか。
ほとんどエーテルちっくに嘘臭い粒子ですけど、こういう粒子に対してはどういうことになるのですか？
フォトンのようにエネルギーに重力が作用するのであれば、これも同様だと思うのですが、何故重力相互作用しないと考えられているのですか？
現象論の知識はかなり聞きかじった程度ですけど、かなり不思議です。

＞６３
一応物理の議論しようとしてるみたいだから答えておくが、そんな考え方してる奴ばかりだったら物理は発展してはいない。
分からん事にチャレンジしてきたから、発展してきたんだ。
また、特異点の話などしてはいない。
勝手に自分の都合の良いように解釈するな。
ついでに言っておくが、自然界の４つの力を分かっていないわけないだろ。
それに通俗本でしか知識を手に入れていないのだろうから知らんだろうが、１０年位前には第５の力があるのではないか？と研究されていた。
今どうなっているのかは知らんけど。
もう一つ言っておくが、現在も宇宙が膨張しているっていうのも仮説の一つだ。
真実かどうかは分からん。（その仮説が現在一番矛盾無く全てを説明しているにすぎない）
勝手に真実にするな。
仮説の紹介をしたいのなら、自分でスレを立てて紹介でもしてなさい。
その辺の仮説は説明されんでも分かってる。
分かってない人は質問してくるから、その時に答えれば良い。
仮説自慢なんぞしても誰も喜ばんぞ。

フォトンに質量がないのはU(1)ゲージ対称性のせいで
ラグランジアンにフォトンの質量項が加えられないせいです。

それとステライルニュートリノはエネルギーもってますよ。
electroweakな相互作用には絡まないですがあとは
ニュートリノと性質は同じです。

energy-momentum tensor

>>64
仮説ではない、観測結果だ！
そして、その事象を膨張と呼んでいるに過ぎない。
よって事実だってことね。

君は物理一辺倒さんみたいだね。
物理が紐解いて来たことは自然現象の一部でしかないよ。
現代の物理で全てが表現出来る訳ないぞ。

もう少し賢くなれよ。

ドキュソここにもいる

>>68
うん、確かに居るね。
多分こいつがトギュンだろう　>>68

＞６５
よく分かります。
でも、ステライル・ニュートリノは２・３種類の仮説がありますよね。
その中の一つが重力相互作用をしないというものだったのですけど、それは観測できないから無い物と考えて良いんでしょうか？

＞６７
何べん言っても分からんね、君は。
観測結果から膨張しているという仮説の方が、都合が良いのであって、真実は自分が宇宙の外から見てみないと分からない。
だから、宇宙論というのは、ある意味どこまでいっても仮説の域を出ないんだよ。（宇宙論の方ごめんなさい。）
スーパー・ストリング・セオリーと同じようにね。
物理が紐解いてきたのは自然現象の一部なんて分かりきった事今更言わなくても良いよ。
だから勝手な解釈するなと言われるのだよ。
書かれている言葉を素直に受け止められないでいるのは、負けん気が強いからだろう？
そんな事じゃいつまでたっても、ドキュソ扱いを受けるよ。
やっぱり君は議論をしたいわけじゃなさそうなので、君への答えは本当に最後にするよ。
お互いにとって不毛だからね。

＞65
＞ラグランジアンにフォトンの質量項が加えられないせいです。

というけど、ラグランジアンだって『質量が無いという
実験結果』を考慮して人間の側で作ったんじゃ？

principle fiber bandle を作って、2-formを定義して…
というふうにしたって、結局どうして自然がそういう
幾何学的な構造を持つかというのはわからないんじゃ
ないでしょうか。

ステライルニュートリノが重力相互作用しないという
仮説があるんですか。知らなかったです。良ければプレプリント番号
教えていただけません？

でも、観測できないからないものとはいえないと思いますよ。
ニュートリノ振動で観測できるニュートリノと移り変わっているのですから。


あとフォトンの質量についての指摘ですが、ごもっともです。
質量の起源について根本的な理解は得られてませんから・・
弦理論の弦の振動モードから我々の世界の質量のスペクトラが
本当に出せればそれが答えになるのでしょうけれど。

>71
「どうして」という問いをつきつめればどこかの段階で
行き詰まるのは明らかだし、しょうがないんじゃない？

＞７２

＞良ければプレプリント番号教えていただけません？

ごめんなさい。
現象論の人から聞いた話なので、何の論文に書かれていたのか分かってません。
ちょっと聞いてみますので、後日書き込みます。

age

>67 名前：Ledの教え子投稿日：2001/02/14(水) 15:38
>>>64
>仮説ではない、観測結果だ！
>そして、その事象を膨張と呼んでいるに過ぎない。
>よって事実だってことね。

わかったからそれは自分でスレッド立ててやってね♪

>君は物理一辺倒さんみたいだね。
文章だけで人を判断してはいけませんよ〜

>物理が紐解いて来たことは自然現象の一部でしかないよ。
あたりまえじゃ！これからも発展していくに決まっておろう
それとも君は物理の発展を否定するのかい？

>現代の物理で全てが表現出来る訳ないぞ。
それも当たり前じゃ〜！
ちょっと考えただけで感情、生命、宇宙の誕生と簡単に説明できんぞ！
まぁ、きみなら屁理屈と言う理論で表現できるだろうけどネ（ﾌﾟﾌﾟﾌﾟ

>もう少し賢くなれよ。
ｵﾏｴｶﾞﾅｰ

>>76
荒らすな。いいかげんにしろ。Ledと同レベルだ。

えっと、話題がそれ気味ついでに質問（＾＾；

重力の本質と言うか起源というのか知らないのですが
（解明できたらノーベル物理学賞もの？）
「空間に占める体積と密度」から導き出せる、と解釈してよろしいでしょうか？

光子などはエネルギー（速度）の高さに比して体積・密度ともに微細な為
電磁気力の影響・大、重力そのものの影響・小
（ただし大質量の重力による空間の歪曲による行路変異は別問題）

素人考えなので
勘違いしてる部分があったら指摘してください

>>77
ごめんなさい。以後気をつけます

>>78
ちがいますよ。

重力はエネルギーに作用するもので
電磁気力は電荷に作用するもの

ということです。

重力を「導き出す」には string theory での
Weyl anomaly cancellation conditionなどの方法があります。

来年度から学部４年で素粒子理論やるんですけど、
できれば、数式織り交ぜて議論してもらえるとありがたいです。
Ledはいないものとして、物理屋と普通の人々で議論しましょう。

＞Led
人の仮説や理論の説明はもういいから。
その辺のは必要があれば自分で調べるから。
あんたのこのスレでの価値はそれくらいしかないんだよ。
参加したいなら、まともに議論しようね♪

あ、卒論でやるって意味です＞素粒子理論
多分、前期は量子力学をさらにやりこむで終わりそうだけど。

＞８０
回答ありがとうございます

＞重力はエネルギーに作用する物
そこでスレッド最初のタイトルに戻るのですが
「熱エネルギーの伝播」なのですが
不思議に思うのは「ブラックホールは熱いか冷たいか？」なんです
仮に
「生成する際、周囲のガス・塵を飲み込み終えたブラックホール」は
重力波（仮定）だけを放出するだけで
光などの電磁波は放出しない
ゆえに観測すると背景（周囲の星間）と温度差は見出せるかどうか．．．

既出だったらすまん

＞７２
ステライル・ニュートリノの件ですが、論文ナンバーはわからないそうです。
ただ、ＳＵＳＹ関係の論文を片っ端から読んでいると、どっかにあるとか言われました。
要するに、ニュートラリーノみたいに考えるとかなんとか言われましたが、俺には良く分からなかったというか、はぐらかされたというか、なんとも言えません。
どっちにしても、俺の実力がまだまだなので、分からなかったのでしょうけど。
俺の勘違いだったりしてたらすみません。

＞８３
ホーキング（スペルど忘れしました）ｒａｄｉａｔｉｏｎの話ですよね。
詳しく知らないのですけど、重力波だけを放出するという仮説があるのですか？
あんまり知らないので、滅多なこと言うもんでもないでしょうけど、タキオニックな粒子を放出している話かと思ってました。
どのような仮説があるのか少々お教え願えませんか？

ところで皆さん何で下げてるんですか？
一人で上げてしまって罪悪感があるのですけど、自分で立てたスレだしまぁ良いかと思ってまた上げます。

>「熱エネルギーの伝播」なのですが
>不思議に思うのは「ブラックホールは熱いか冷たいか？」なんです
>仮に
>「生成する際、周囲のガス・塵を飲み込み終えたブラックホール」は
>重力波（仮定）だけを放出するだけで
>光などの電磁波は放出しない
>ゆえに観測すると背景（周囲の星間）と温度差は見出せるかどうか．．．

いえ。古典的にはそうですがブラックホールの量子論を
考えると話は変わってきます。
ブラックホールのhorizon近傍でも、真空は絶えず揺らいでいます。
このためhorizon近傍で粒子反粒子の対生成が起こりますが、
このうち一方だけはブラックホールに吸収され
もう片方はブラックホールから抜け出す、という状況が
おこってしまいます。「ホーキング輻射」ですね。

このためブラックホールは「温度」を持ちます。
また、いずれ蒸発してしまいます。凄く時間かかりますが・・

>>80
英語を使うのはやめて下さい。

きちんとカタカナにしてください。
私の名前は、Messiel、メサイエルです

＞８６
・・・でも、英語がカタカナになっても、意味が判らなきゃ一緒では？
カタカナで書くと逆にやたら長くなったりして分かり辛かったりするから英語で書いていたりするのです。
むしろ分からないなら意味を聞いてみては？

＞８６
だったら、ハンドルをメサイエルにしたら？

片方の粒子、または反粒子がＢＨに落ちたらなぜ蒸発(質量消失)するの？

>>89
それ以前に「質量って一体何？」を考えないとダメなんじゃないですか？
物理現象は写像でしかないことを知るべし！

＞９０
写像がなんなのか数学的に知らないくせにでかい事言うな。
ついでに、素人が素人に余計な事言うから混乱が生じるんだ。
キチンと最後まで答える気がないなら黙ってＲＯＭってなさい。
そもそも質量の起源など分かってないのだから。（言っておくが、時空の曲がりだということは分かってる。その起源の話だ。ヒッグスの話も分かってるから、仮説自慢はしなくて良いからな。）

＞８９
エネルギーを消費していって、恒星の最後に模して言えば、燃え尽きてしまうっていう感じだと思ってたけど、専門家の人誰か答えてあげてください。
俺もその辺の話を詳しく聞いてみたかったので。

age

＞Led
また来たの？
そんなら写像について説明してみたら？

アンテナに「白い誘電体」がついてた。　

age

ホーキング輻射について。

ブラックホールのホライゾン近傍で作られる
粒子反粒子ペアは「一時的に」エネルギー保存則を破って作られます。
これは量子力学の不確定性関係

ΔE Δt = h/2π

から許されます。

普通の状況だとこの粒子反粒子は直ぐに対消滅して
なにごともなかったかのようになるのですが、
ブラックホールの近くで起こった場合は話は別です。

粒子か反粒子、いずれかがブラックホールから飛び出てしまう、
ということが可能になってしまうのです。
しかし、その場合、巨視的な時間ではエネルギー保存が
保たれていなければなりませんから、その飛び出していった粒子が
もつエネルギーをブラックホールが失うことになります。

こうしてブラックホールはエネルギーを失い、蒸発します。

あーつまらないなぁ！
もっと自身の思考で語る人出てきて欲しいなぁ。
アホばっかじゃつまらな過ぎます。

>96
前半はわかります。しかし・・・・・・
エネルギー保存則からＢＨ質量欠損までが飛びすぎでわかりません。
なぜＢＨから質量が失われるのか。ＢＨが近いからですか？
近くの恒星(元連星)などからは一切失われないのですか？

>97
誰がアホなの？

相手にするな >98

>>99
お節介しないでね。

>>98
じゃ、素人なりに聞くけど、エネルギーって何？
判り易く答えてみてね♪

＞９７
コピペしかしねぇお前が言うな。

＞９９
悪い。相手しちまった。
もう相手にしないから勘弁してくれ。
っていうか、自分の立場が悪いということを察知して最近出てこなくなったんだろ、Ｌｅｄは。
そんで他の所で陰口を叩く。
たまに出てくりゃ、物理の話もまともに出来ないくせして、知ったかぶり。
典型的過ぎて言う言葉も出ないくらいしょうもない奴だな。
まぁ物理の議論と関係無いから貴方の言う通り彼に触れるのはもうやめよう。

＞９６
俺も９８さんと同様です。
９６さん説明していただけたりしますか？
勿論数式ＯＫです。

>99
100は俺ぢゃない。

>101
e=mcat

>>98
トンネル効果みたいなもんと思いねえ。

>103
>e=mcat
McAT-Field?

僕自身量子重力を専攻しているわけではないので定性的な
話しかできませんが、もうちょっと解説しますと、

ホライゾン近傍で粒子反粒子の対生成がおこりますよね。
仮に粒子がブラックホールから飛び出る方向に運動量を持つとします。
反粒子はブラックホールにおちこみます。

そして少し時間がたち、不確定性関係で許されていたエネルギー保存の
破れが許されなくなったとき、普通は粒子と反粒子は再び結合して
消滅します。

が、この場合、結合すべき反粒子はブラックホールの中に入って
しまっています。
ブラックホールにいったん入った物は外に出られませんので、
粒子は再結合する相手がおらず、本物の（virtualではない）
粒子として宇宙空間へと飛んでいきます。

で、トータルではエネルギーが保存していなくてはいけないので
その粒子の分のエネルギーをブラックホールは失います。
反粒子が「負のエネルギー」を持っていて、
それを食べることによってブラックホールの質量が下がるという
イメージで大ざっぱにはいいはずです。

もっと興味のある方はプレプリントサーバでreviewを
読むと面白いと思いますよ。

僕の理解はこのくらいです。定性的ですみません。

>105
>>e=mcat
>McAT-Field?
at=c

>106地平

ﾔﾍﾞ途中で送信ｼﾁｬﾀ
>106
ｱﾘｶﾞﾄ。
吸い込まれるのは常に反粒子(不のエネルギー)と言う事なんですね・・・・・・・・・・・・・
事象の地平線ｷﾞﾘｷﾞﾘとＢＨがトンネル効果で・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
ﾁｮﾄｹﾝｻｸｼﾃﾐﾙｶ・・・・・・

＞１０６
ありがとうございます！
大体飲み込めました。
とりあえず、プレプリ読んで見ます！

吸いこまれるのは反粒子だけじゃないよ。
106のは「粒子が飛び出してくる場合」。
反粒子が出てくるときは粒子が吸いこまれます。

EVAオタ>105

＞１１０
混乱してきました。
粒子が吸い込まれた場合、何故エネルギーが損失する事になるのですか？
粒子がBHに吸い込まれた場合、BHの表面積はむしろ広がる気がするのですが。

>>106 反粒子が「負のエネルギー」を持っていて、

これが 112 を混乱させる原因に・・・。

物理屋ではないのにレス入れます、すいません。
僕もそれよくわかりません。

事象の地平近辺で粒子と反粒子が対生成するとして、
ブラックホールに落ち込むのが粒子であるか
あるいは反粒子であるかは、
確率は半々ですよね？
という事は、
粒子が出て行って損失した質量と同じだけ、
粒子がブラックホールに落ち込むわけで・・・

結局、ブラックホールの質量は変わらないんじゃ？？？？

素人に説明するのは難しいと思いますが、
ひとつ勉強だと思って
できれば極力数式使わず説明お願いします。

負のエネルギーって簡単に言われると困るなぁ。
無から出発した訳じゃないのに....
互いに打ち消す性質であることと、「合成によりエネルギーゼロ」になることとは
違うと思うですよ。

えーと、
「負のエネルギーを持つ反粒子がブラックホールに食われる」
というのはあくまでたとえみたいなものです。

実際はもちろん粒子がくわれることもあれば
反粒子がくわれることもあるわけです。

が、ブラックホールから飛び出してきた片方は
realな粒子ですので必ず正のエネルギーをもちます。
エネルギー保存が破れて良いのは不確定性原理で許される
時間のみですから、その時間後はブラックホールから
飛び出した粒子の分のエネルギーはブラックホールから
減っていなくてはいけないわけです。

混乱を招いて申し訳ない。

>>116
すいません、今ひとつ理解できない。

　＞実際はもちろん粒子がくわれることもあれば

ここでブラックホールの質量は粒子一個分増えますよね。
ところが・・・

　＞が、ブラックホールから飛び出してきた片方は
　＞realな粒子ですので必ず正のエネルギーをもちます。

対発生した片割れである反粒子が、粒子になって放出される？？？
そうなると、
粒子と反粒子の対発生ではなく
粒子が二つ発生した事になってしまう・・・？？？？

出来の悪い生徒で申し訳ないのですが、もう少し説明を・・・
（やはり数式を使わないと説明不可能なのでしょうか？）

うん、だから簡単にはトンネル効果みたいなものだと思ってくれればいい。
強力な重力ポテンシャルの壁のせいで古典的にはブラックホールからの
脱出は不可能だけど、量子的な揺らぎのおかげで一時的に
ポテンシャルの壁を飛び越えて外に出ることができる、と。

対生成による説明はつじつま合わせに見えるかもしれませんが、
それは理論に無理があるというより一見簡単ぽく見える言葉で説明し
ようとする行為自体に無理があるせいなので、気にしないでください。

＞１１６
了解しました。
申し訳ないですが、もう一つ質問があったりします。
ホーキング輻射により、ＢＨは表面積が減少していきますよね。
表面積がエントロピーにあたるもので、一見エントロピーが減少したように見えますが、実は輻射粒子がエントロピーの高い粒子となっているからエントロピーが宇宙全体で減少する事はありえないと聞いた事があるのですけど、エントロピーの高い粒子ってイメージが湧きません。
具体的にどのような粒子なのですか？

＞１１４
分かってると思うけど、Ｌｅｄのレスは忘れて他のレスを読んでくれ。
でないと素人さんは混乱してしまう可能性がある。
素人が素人にてきとうな事を言ってるだけだから。

ども、ご無沙汰でした

ホーキング輻射ついでに尋ねたいのです（おしえてクンでごめん）
何年か前に読んだ本で気になってたのですが
ブラックホールの（電気的）分類で
＊プラス・マイナスのいずれかの電荷に帯電して居る
＊電気的に中性
の場合では（自転・静止の分類とは別に）
降着円盤とかで（「事象の地平線」だったか記憶があやしい．．．＾＾；）
星間分子とかの挙動に差異見られる．．．と予想される
↑のような意味合いの文章が書かれていたような記憶がありますが
なにぶん古典ＢＨ理論しか知らないもので
その後の量子力学の進展にはうといのですが

対生成した正・反粒子（これは電荷的な意味ですよね？）
ＢＨ（の事象の地平線内）に吸い込まれる・弾き出るのは
ＢＨの電荷状態による、と考えてよろしいでしょうか？

age

>>120
通常サイズのブラックホールでは
ホーキング輻射の効果は見えないんじゃないかな。

単に電荷を持った物体なら周囲に電場ができるし、
自転してれば磁場が発生するし、それだけで十分
星間分子の挙動に影響を与えることになるのでは。

あと、正･反粒子というのは電荷のことじゃないと思うけど、
BHでも電荷は保存するから輻射の電荷にも影響を与えるんじゃ
ないでしょうか。

entropyが高い粒子というか、おそらくそれは
ブラックホールに質量が集中している状況よりも
より「乱雑な」状況になるために孤立系としての宇宙全体と
してのエントロピーが高まるということではないですかね。

age

あんたたち・・・人の考えをぱくりまくって楽しいの？
もっと独創的な考え方をしたがいい。全部焼きまわしじゃん！

くだらねぇ。

正粒子であろうが反粒子であろうが、realな粒子は皆質量(エネルギ)は正、なのですよね。
んで、対で生成された正粒子・反粒子のペアのうち一方がrealな粒子として
ブラックホールの外へ飛び去っていけば、巨視的にエネルギ保存されるために、
realな粒子として飛び去っていった分のエネルギを、ブラックホールは失う、
という認識でいいんですよね。

適当に本を読んで知ってるだけの、まったく専門外のど素人なので、いろんな
意見があって混乱してます。上のであっているのですか？
専門は電気工学です（＾＾；

定期的に出ますね、この話題。

>>126
あっていると思います。
補足と言っては何ですが……

ブラックホール付近の真空中で対生成された粒子対には、次の3つの可能性が
あります。
　1.そのまま対消滅する。
　2.一方はブラックホールの中に落ち、他方は逃れる。
　3.両方ともブラックホールの中に落ちる。
勿論、ブラックホールが無いと、1.の場合しか起こりません。
1.の場合と3.の場合では、ブラックホールの質量は変化しません。
問題は、2.の場合です。

さて、126でも述べられている通り、通常、実在の粒子は必ず正のエネルギー
（質量）を持ちます。負のエネルギー（質量）を持つ粒子は、実在の粒子とし
ては安定に存在できません。従って、ある短い時間内に必ず対消滅します。
ただし、ブラックホールの内部のように極めて重力の強い場所では、負のエネ
ルギー（質量）を持つ粒子が実在の粒子として安定に存在することができます。
このこととエネルギー保存則を考慮して、2.の場合を検討してみます。すると、
逃れた方の粒子は必ず正のエネルギー（質量）を持つ粒子で、ブラックホール
の中に落ちた方の粒子は必ず負のエネルギー（質量）を持つ粒子であり、その
逆はあり得ないことが分かります。外部から見ると、このブラックホールは、
負のエネルギー（質量）を持つ粒子を吸い込むことによって質量が減少し、代
わりにその分だけ正のエネルギー（質量）を持つ粒子を放出しているように観
測されます。
これが、ホーキング放射です。

>127
大変わかり易い解説、ありがとうございました。
本で読んだことで『吸い込むものが無くなったブラックホールは、
後は失う一方となる。』というのがイメージとして理解できました。

って、最初の話題からずいぶん変化してますね。
膨張の話は、途中で解決済みっぽいですが。