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正確な時計に影響を受け、周囲の時計が不正確になることを解明 - ウィーン大

ウィーン大学とオーストリア科学アカデミーは、量子力学の対象となるミクロの世界において、ある時計の時刻を正確にすることによって、周囲の時計がその影響を受け、不正確になる効果があることを解明した。これは量子力学と一般相対性理論から導かれる根本的な効果であり、時間測定の物理的限界を示すものであるという。研究論文は、「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」に掲載された。

日常的な世界では、時計によって周囲の時空が変化したり、ある時計が近くの時計に影響を及ぼしたりするといったことはないと考えられている。また、複数の時計を使えば、近接している複数の場所で、いくらでも正確に時間を測定することができると考えられる。

研究チームは今回、このような常識が量子力学的な世界では成り立たないことを、量子力学と一般相対性理論を組み合わせることによって示した。

量子力学の世界では、粒子の位置と運動量のような互いに関係のある物理量を同時に測定するとき、その測定精度には「ハイゼンベルグの不確定性原理」と呼ばれる限界があることが知られている。粒子の位置を正確に決定しようとすると、その粒子の運動量は確定できなくなる。逆に、粒子の運動量を確定しようとすると、その粒子の位置は確定できなくなってしまう。

不確定性原理は、エネルギーと時間を同時に測定する場合にも成り立つ。このことは、アインシュタインの一般相対性理論と組み合わせて考えるときに重要な意味をもつ、と研究チームは指摘する。

一般相対性理論によれば、エネルギー(E)と質量(m)のあいだにはE=mc2という関係が成り立ち(cは光速)、したがって質量とエネルギーは互いに変換可能である。そして物体の質量またはエネルギーの存在は、その周囲の時間と空間を歪ませる効果をもっている。より大きなエネルギーをもった物体の周囲では、エネルギーの小さな物体の周囲と比べて、時間の流れが遅くなる。この効果は「重力による時間の遅れ」と呼ばれる。

したがって、量子力学の不確定性原理と、一般相対性理論における時間遅延効果を組み合わせると、次のことが成り立つ。まず、ある時計の時刻を正確に測定すればするほど、その時計のもつエネルギーの不確定性は増大する。そして、時計のエネルギーは周囲の時間を遅らせる効果をもつが、エネルギーの不確定性が増大すればするほど、時間の遅れ度合い自体の不確定性もまた増大してしまう。

このことは、隣り合う時計同士は必然的に相互干渉し、その結果「時間の流れがぼやける」効果が引き起こされることを意味している。時間測定におけるこうした制約は、時計の仕組みやその材料などに左右されない普遍的なものである。「今回の研究は、量子力学と一般相対性理論の両方を考慮に入れる場合、時間の性質に関する従来の考え方を再検討する必要があることを示唆している」と研究チームはコメントしている。

http://news.mynavi.jp/news/2017/03/22/171/

この図のように、一般相対性理論では、空間のどのポイントでも他から影響を受けずに正確に時刻を測れる理想的な時計を考えることができる。しかし、量子力学も考慮に入れた場合、隣り合う時計同士は互いに独立ではなく、干渉しあって時間が不正確になる(出所:ウィーン大学)

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672高低差速報
>>8
(1)時計には誤差がつきものだ
(2)二つの時計があって片方が必ず正確なら、
(3)もう1つは必ず不正確にならなければならない
439高低差速報
>>8
相対性理論より、エネルギーと質量は等価で、重力は周りの時間を遅くする。
量子論より、測定しようとすればするほど対象のエネルギーが大きくなる。
よって、正確に測定しようとすれば質量が増大し周囲の時間の流れが遅くなる。
6高低差速報
偉い学者先生って馬鹿なんだなぁ
783高低差速報
>>6
凡人には理解できないんだよ
27高低差速報
機械式時計が最強ってことで
30高低差速報
全然わからなかった
40高低差速報
とりあえず、「時計」を、ものの例えに使っているということだけはわかった。
46高低差速報
日常生活を営む上では全く関係ないことは分かった
57高低差速報
宗教とかパラレルワールドとか死語の世界とかタイムスリップとかのオカルト話にぼんやりと興味を持っていたけど、
最近ようやく量子論にたどり着いた
今度の休みに量子論に関する本を買いまくる予定
59高低差速報
理系トップの俺が来ましたよ。
おまいら、ばかだなあ~
元々、この世界には時間なんて有りはしない。
ただ、物質の運動があるのみ。キリッ!
109高低差速報
>>59
運動が存在すれば時間が存在する。
これを崩す理論があったとしても、相対論か量子論レベルの画期的な理論。
129高低差速報
>>59
運動と時間は同じものだと思ってたけど違うの?
185高低差速報
>>59
モーガン・フリーマン 時空を超えて「時間の正体は何なのか?」
でカルロ・ロヴェリってやつも言ってたな。ニュートンの時間変数tが量子物理学で上手く当てはまらないから
時間とは運動の相関関係を見るために観測者が作った概念で実際には存在しないとかなんとか
60高低差速報
要約すれば、
「正確な時計を作ると、正確な時計である事を確認できなくなる」
でOK?
133高低差速報
>>60
お前が一番頭良さそうだ
合ってるかわからんが
105高低差速報
>時計のエネルギーは周囲の時間を遅らせる効果をもつが

だからなんで
128高低差速報
>>105
エネルギーの存在=場を創る=周囲の場に影響する=一般的に重力場は時計を遅らせる。

それほど厳密ではないつっこみどころ満載の理屈だが、「間違い」ではない
112高低差速報
量子の話は怖いよ。
自分の存在が揺らいでくる。
123高低差速報
時間ってなにかね?
134高低差速報
>>123
あらゆるものの「変化にかかるスピード」のこと。
135高低差速報
時計の時間だけ測ってエネルギーは測定しなければ不確定性は生じない
でも他の時計の時間も同時に測ろうとすると
時計のエネルギーによる時間遅延効果まて計算にいれる必要が出てくる
なので結局複数の時計を使って時刻を正確に決定することは不可能ということだな
事象間の同時性ということについて考え直さないといけなくなる
かなり根本的な話なのでいままでに気がついた奴がいなかったのが不思議なくらいのレベル
151高低差速報
量子自体は時間のない世界。これは時間の世界に転換された時の現象の説明。
170高低差速報
一般相対性理論と量子力学ってまだ統一出来てないと思ってたが
統一理論ができたら今回と異なる帰結が導かれたりしないのかな
184高低差速報
ややこしい書き方するなよ、
つまり物体があるだけでその近くの時空間が干渉されて歪むって事だろ。

誰かニュートン先生連れてこい。
195高低差速報
>>184
それプラス物体の時間を正確に測る事がキモ
「物体の時間を正確にすると物体の持ってるエネルギーの誤差がデカくなる」
「そのエネルギー誤差が周りの時計に影響する」
という理屈
317高低差速報
>>195
まず存在しないものを正確に測るなんてのがふざけているわ。
つまり何を「正確」と定義するかって話だが、
何れにしても正確に測るなんて事は不可能だ。

大体、この理屈なら
同じエネルギー総量の石ころが近くにあったって、
正確な時計と同じ様に周囲の時計に干渉するだろうぜ。

時計に限定する必然性がない。
暇な学者共が言葉遊びをしているのかね。
332高低差速報
>>317
これ説明する時に、
「一般相対論による重力の影響による時空間の歪み」

「量子論による時間エネルギーの不確定性による誤差」
を分けて説明しないと混乱するんだわ

この「正確な時計」というのは相対論を無視した理想の時計の事
そんな時計でも量子論による誤差が周りの時計に影響を与えるのがこの研究のキモ
199高低差速報
2つの量子時計を使ってその錯誤状態を測って、限りなく
「この時間が本物っぽい」ってので我慢するよかないんじゃないの
609高低差速報
>>199
「ある程度」正確な時計なら周りの時計も「ある程度」の誤差で済む
それで妥協するだけ
204高低差速報
じゃあさ、全く同じ正確さの正確な時計が2つあったらどうなるの?
不正確になるのはいったいどっち?
両方?どちらか一方?打消しあう?
553高低差速報
>>204
観測者問題 でググレカス


観測者効果:Wikipedia
205高低差速報
中学くらいの時に考えたわ
重力が時間を狂わすなら世に存在する質量のある物同士は同じ基点で同じ時間を刻めないだろって
263高低差速報
時間の流れが一定とは限らない
神様が気まぐれにポーズボタンを押してるが誰も気づけない世界かもしれん
347高低差速報
>>263
瞬間的に世界が静止していても気付けないよな
301高低差速報
高速で移動する物体は 時間が延びる。移動する物体と
静止している観測者では時間の流れ方が違うんだな
自動車や列車くらいの速度での時間の延びは無視しても良いレベルだが
航空機くらいの高速になると影響は大きくなる、日付が変わることもあるんだよ

と大学で教わった
319高低差速報
>>301
「高速で移動する物体」にも観測者を乗せたらどうなんの?
その人から見たら「静止してる観測者」が高速移動してるのと同じだよね・・・
310高低差速報
量子力学をそこそこ理解してる一般人ってどんくらいいんの?
大学でさらあっとやったけど井戸型ポテンシャルでお腹いっぱいになったわ・・・
318高低差速報
>>310
無理だろ
おれも物理専攻だが、まるでわからんw
367高低差速報
>>310
波動方程式の計算できる人はそこそこいるだろうけど
自分が計算してる式の意味を理解してる者はいないんじゃない?
計算で求めた値が何故か実験結果と一致するから正しいと思われてるわけだが
二重スリット実験でできる干渉縞とか電子が軌道間をワープできる仕組みとか
まともに説明できる人は学者含めてゼロ
314高低差速報
時間は幻想である

321高低差速報
量子学って禅問答みたいやな
398高低差速報
量子視点で二つの時計をみるか第三者視点で見るかで
それがズレなのか?そうでないのか?という議論はあると思う。
405高低差速報
>>398
△ 第三者視点
〇 量子論的な観測者
460高低差速報
時計の時刻を正確に測定すればするほど
ってのが理解できない時計にもいろいろあるだろう
具体的に何を測定するんだ?
461高低差速報
>>460
測定するのは時間
466高低差速報
2重スリット実験といい量子力学関係の研究怖いよ・・・
476高低差速報
ハイゼンベルグの不確定性原理を時間測定に応用したときに
時間測定精度を高めると観測に必要な運動量が高くなる
運動量が高いと相対性理論による同時性の乱れも大きくなるってことだろうけど

不確定性原理を時間に応用するってのがいまいち理解が追いつかない
誰かモデル作って数式化してほしい
497高低差速報
ふつーに正確な時計作れば解決やん
500高低差速報
>>497
オリジナルの正確な時計に対して測定誤差±何ぼで量産するからどうしたって誤差の範囲での狂いは出るさ
569高低差速報
時計とは何かという問題もあるのでは?
日時計とか水時計とかもいっぱい並べると狂うのか?
573高低差速報
>>569
その日時計や水時計が
0.000000000000000000000000000001秒ぐらいの誤差で正確な時間を測れるなら狂う
621高低差速報
てか量子力学って時間の説明できないよな。よぐわがんね。
630高低差速報
>>621
量子力学と時間はきわめて相性が悪い。
いろいろな仮定と思いこみで成立している。
ただ、理論の誤差が検出できていないだけ。
量子力学自体は成立している。

超ひも理論も、なぜひもなのか、大きさは何故その大きさなのか、全く分かっていない。
657高低差速報
どういうこと・・・だ?
659高低差速報
>>657
全てが同じ物にはならない。というのが量子のレベルで法則として存在しているということ
全部正しい時刻の時計にしても、必ず正しくない時計が出てくるように、極小の世界の時点でなっている
718高低差速報
>>700
秒針がものすごく滑らかに動く時計があったとする
その秒針の動きを電子顕微鏡でどんどん拡大して観察
0.000…(途中0がたくさん)…01秒の位まで時刻を確定する

時計はいつでも動いている
ただし時刻を知るには針を読み取るという観測行為が必要
それが「時計の時刻を測定する」ということ
775高低差速報
光は波であり粒である?・・・ハァ?
早く移動すると時間が遅れる?・・・ハァ?
正確な時計は周囲の時計を狂わせる?・・・ハァ?

ひょっとして物理学者は夢を見ているのでは?
792高低差速報
>>775
この世界が夢みたいなものなんだよ。
世界は脳が夢を見ているだけ。

光が見せてくれる世界がなけりゃ、人間にとってこの世界はただの暗闇だわ。
824高低差速報
量子力学を学んだ時に何の疑問も感じないのなら、
それは量子力学について何も理解していないという事だ。

ニールス・ボーア


相対性理論を理解している人間は世界に数人しかいないなどと言うが、それは間違いだ。
1人しかいない時期はあったかもしれない――アインシュタインが発表するまでは彼自身しか知らなかっただろう。
だが発表されると、多くの科学者が相対性理論を理解した。

いっぽう、量子力学を理解できた人間は、1人もいない。

リチャード・ファインマン
837高低差速報
数学上の時間を物理的な時計に再現することは不可能
864高低差速報
>>837
さらっと怖い事言ってるな
つまり物理上の時間は数学上のそれと違って最小単位があると主張してるのと同じ事だけど
868高低差速報
>>864
プランク時間

プランク時間:Wikipedia
920高低差速報
よくわからない。
誰か助けて
925高低差速報
>>920
時計の精度は量子的なふるまいの影響を受けるところまで上げられる
955高低差速報
ミクロ(量子力学)とマクロ(相対性理論)は住む世界が違う気がする

電磁気力と重力が統合できないように大きさの階層が違いすぎて

実は物理法則が異なるのでは?と思ってしまう












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