光速を超えるアーカイブ

2025 年 3 月 27 日2025 年 3 月 27 日

スタートレックのサブスペース：コズミックショートカット

LCARS アニメーション (Major Howard 'Adge' Cutler 作)、http://lcars.org.uk

スタートレックの世界では、亜空間は宇宙船が光速の壁を破り、光より速い移動や即時通信を可能にする架空の領域です。これは、現実世界の物理学が次元、量子現象、そして現実の構造そのものをどのように扱っているかについての推測を促します。

1D 宇宙における 4D 現実

一次元的な考え方 4次元宇宙に存在する現実物理学者を魅了しています。仮説的ではありますが、弦理論における宇宙弦や膜のようなシナリオが検討されていますが、物理的にも実際的にも大きな課題に直面しています。

1D構造の数学的可能性

数学的には、低次元構造を高次元空間に埋め込むことは可能である。例としては、宇宙の弦そして 1D ブレーンは、独立して存在するのではなく、完全な時空連続体と相互作用します。

1D現実を維持することの課題

実行可能な 1D 現実を創造するには、重力の複雑さの制限や位相的制約などの問題に直面します。本質的に高次元とつながっているため、独立した 1D 宇宙を想像するのは困難です。

光子：古典世界と量子世界をつなぐ

光子は単純な分類ができず、時空における古典的な点と量子場の励起の両方として存在する。その二重性は、古典的な点と量子場の励起の複雑な境界を示している。物理学と量子力学。

トンネル：次元を超えた量子飛躍

学術的コンセンサスによれば、光子量子トンネルは次元シフトではなく確率的な経路探索を表しています。量子力学この側面は、量子真空を介して相互作用する粒子を示し、非局所的な性質を強調しています。

反対派: どうやって？量子物理学者が言っているのは、光子の挙動を非常に正確に予測できる確率方程式が存在するということだけです。

量子真空と高次元

コンセンサス：量子真空は 典型的には4次元の実体として見られるしかし 推測理論は高次元を提案する 量子力学と重力を結び付けるという説もあるが、これらの考えは未だに確認されていない。

反対派: さて、はっきりさせておきましょう。未確認のアイデアは「典型的に見られる4次元の実体” 高次元または低次元も同様です。

「フォールバックディメンション」

コンセンサス：エンタングルメントや量子トンネル効果による隠れた次元ではなく場の力学。光子は量子場理論の確率的性質に従って動作し、古典的な制約に挑戦します。

反対派: 「隠れた次元」が関係していないという証拠はまったくありません。これらの「隠れた次元」が、エンタングルメントとトンネル効果の実験で何が起こっているかを理解するための比喩としてのみ役立つのであれば、それで構いません。

科学は、宇宙の根底にある仕組みを理解することに主に焦点を当てているわけではありません。むしろ、その目的は、観察に基づいて予測を行い、その予測を活用することです。

さて、量子トンネル効果や量子エンタングルメントの実験において、隠れた次元が作用していることを示す実験を考案できたら素晴らしいと思いませんか?

想像力と物理学の融合

スタートレックのサブスペースは仮説的なものであり、空間の限界を超えたいという私たちの願望を反映しています。宇宙の真の複雑さは量子場にあるというのがコンセンサスであり、物理学がドアノブと同じくらい刺激的であることを証明しています。

反対派: 「量子場」とは何ですか？

2025 年 3 月 20 日2025 年 3 月 20 日

ニュートン重力に対するエバネッセント波は、重力波に対する電波と同じである。

エバネッセント波とニュートン重力

エバネッセント波: これは伝播しないユニークな電磁気現象です。代わりに、導波管や全反射などの状況で一般的に見られる、距離とともに指数関数的に減少する近接場効果です。

ニュートンの重力: この概念は、即時の遠隔作用を特徴とする静的で非放射性の場を表します。つまり、重力の伝達には遅延や波のような動作はありません。

接続: 両方消えゆく波とニュートンの重力局所的な非放射相互作用を示している。重要なのは、エネルギーを動的に伝達する時空を超えて。

電波と重力波

電波: 空間を伝播し (遠距離場放射として知られています)、光速でエネルギーを運ぶ電磁波です。

重力波: 一般相対性理論によれば、これは光速で伝播しエネルギーを運ぶ時空の波紋を指します。

関連: 電波と重力波はどちらも、波動方程式 (電波についてはマクスウェル方程式、重力波についてはアインシュタイン方程式) によって支配される遠距離場の放射現象です。

図: 消失波と海洋波のサイズは、距離が増加するにつれて指数関数的に減少します。

2025 年 3 月 24 日2025 年 3 月 24 日

宇宙スパゲッティ：波動粒子二重性とトンネル効果の比喩的探究

以下は、弦理論と光子の比喩です。比喩は数学的概念を説明するためによく使用されます。ただし、すべての比喩が同等に扱われるわけではありません。

熱心な説明者、レイ：

これを理解しましょう。
以下の比喩は、光子、トンネル効果、余剰次元の仕組みを正確にモデル化したものではなく、想像上の図解です。量子力学の特徴と弦理論の推測的要素が混在しており、現在の科学的理解を反映していません。

光子を想像する

量子トンネル効果を示す点状または線状の光子の視覚モデルを見つけようとしたが失敗した後、私は、光子は自然な状態では、曲がりくねった（回転する）実体、つまり宇宙のスパゲッティのようなものだと言うつもりだ。ぐにゃぐにゃした夕食のようなものではなく、 アルデンテ 活発な宇宙ウナギのように頭と尾を使って 4D 空間をくねくねと動き回るようなものです。もちろん、比喩的に言えばですが。

曲がりくねった光子体は 3 次元と 4 次元にまで広がります。このモデルは、光子の二重性の点状の粒子の側面 (頭部) と波状の側面 (曲がりくねった部分) を説明します。

困惑する現実主義者、カート:
その視覚化は比喩であり、量子力学や弦理論で受け入れられているどのモデルとも一致しません。それが量子トンネル効果の壮大な理論ですか?

レイ:
さて、この光子が物理的な障壁にぶつかると、卵が光速でレンガの壁にぶつかるときのように、光子はゼロと 1 次元に押しつぶされます。 スプラット 0D と 1D の次元は空間や時間を認識しません。これにより、光子は固体をほぼ瞬時に (光よりも速く) 通過することができます。

それは素人にとってわかりやすい比喩と説明です。

カート：
トンネル効果を「次元圧縮効果」として説明し、瞬時に移動させるというのは、確立された物理学に何の根拠もない比喩的な誇張だ。なぜ彼らはズルをしているだけだと言わないのか？「ああ、失礼、バリア、ヨガに遅れた幽霊のように原子構造を通り抜けているだけだよ」

レイ：
科学にはドラマが必要です! 光子の曲線が 1 次元に押し込まれます。宇宙で最悪のパンケーキと考えてください。空間も時間もありません。 ひどい。 壁を通り抜けます。光より速く、カロリーはゼロです。

カート：
光子が卵のようにレンガの壁にぶつかるというあなたの説明は斬新で、現在の科学的理解の一部ではありません。物理学者たちは、このことであなたを非難しなかったのですか?

レイ：
彼らは議論に忙しすぎます！「位相速度」なのか「信号速度」なのか、信号が光より速く障壁を通り抜けられるかどうかについて30年間も議論しています。まるで2羽のオウムが「因果関係！」と鳴き合っているようなものです。「真面目な」科学者は、いかなる状況でも光より速く移動しながら情報を伝達できるものは何もないと言います。

一方、光子は、現実への VIP パスを持っているかのように壁を通り抜けて光っています。波動粒子二重性は、弦理論ではなく量子力学 (QM) の基礎です。説明のために両方に取り入れました。そのため、この文脈では比喩が意味を成します。

カート：
波動粒子二重性は量子力学の概念であるという主張は正しく、それを弦理論の文脈でこのように持ち出すのは挑発的です。

レイ：
この比喩は、トンネル効果を次元圧縮効果として表しています。

カート：
これは現在、弦理論や量子力学の根拠がありません。「次元圧縮」—私の最後の関係のようです。

NASA の光子の図解。オタマジャクシのように見えます (高エネルギーの光子はより速く回転すると思われます)。

レイ：
NASAのこのイラストでは、1つの光子（紫）が別の光子（黄色）の100万倍のエネルギーを運んでいます。NASAはSFコンセプトアートの達人です。「紫色の光子は100万倍も魅力的です！ 姿勢。'

カート：
どうやら、NASA の図解は議論を単純化し、促進することを目的としているようです。高度な物理理論における光子の挙動を文字通りに説明しているものとして受け取られるべきではありません。科学は 5% が方程式で、95% が比喩を使って宇宙は漫画であると人々に納得させることです。

レイ：
つまり、トンネル工事はただの…実存的危機による宇宙テレポートなのでしょうか?

カート：
まさにそうです！光子の存在に対する恐怖がそれを点へと崩壊させます。 私は誰？時間はどこにある？ そしてバタンと障壁を通り抜けた。実存主義：1、物理学：0。そうでなければ、 算数。 そして誰もそれを望んでいません。

ナレーター（低い声）：
したがって、量子力学の謎は依然として残ります。
しかし、少なくとも比喩にはレベルアップが必要だと全員が同意した。

2025 年 3 月 20 日2025 年 4 月 3 日

情報は光より速く伝わるか

時間がなければ空間もありません (逆もまた同様です)。光より速く移動するという概念は、空間と時間に関する私たちの理解に疑問を投げかけます。

…光子の観点から見ると、時間は存在しません。光速では、時間は事実上「止まれ！」と叫んでいます。光子が実際にドイツ語を話すかどうかは関係ありません。重要なのは、「時間がなければ、空間もない」ということです。

イメージ：光子のホログラム、ワルシャワ大学

トンネル効果に関するギュンター・ニムツの主張の1つは、トンネル効果のプロセスは光よりも速く起こるというものである。ほとんどの物理学者はこの主張に同意している。例えば、エフライム・スタインバーグは、量子トンネル効果の結果は「確実に超光速」であると述べた。この論争は、ニムツが、信号は光よりも速く送信され、誰でも聞くことができるという示唆から生じており、それによって無通信定理に異議を唱えている。 https://en.wikipedia.org/wiki/No-communication_theorem .

光速を超える通信（FTL）という考え方は、1970年代のプリンストン大学の「基礎物理学者」グループに由来するもので、物理学ではタブーとされている。幻覚剤や魔術を実験していたこのヒッピー「物理学者」グループは、「無通信定理」を開発した。

量子カウンターカルチャー

1960年代と70年代の多くのアメリカ人と同様に、一部の物理学者も伝統的な制度に疑問を投げかける活動に参加した。

物理学者は、一方では粒子が量子トンネル効果を持つことに同意している。光よりも速い一方で、彼らはこの現象は情報伝達には使えないと主張している。しかし、それは疑問を生じさせる。もし私たちがそのような信号を感知できるなら、それはどのようにして確立された限界と調和するのか？物理学におけるコミュニケーション?

興味深いことに、トロント大学のエフライム・スタインバーグは量子トンネル効果を「強力な超光速」と呼んでいます。

量子トンネルは粒子が光速を超える方法を示す

最近の実験では、粒子が量子力学的に壁を「トンネル」で通過するときに光より速く移動できるはずであることが示されています。

彼はこれを「ラーモア時計」を使って測定しました。言い換えれば、トンネルに入る前と入った後の光子のスピンを測定したことになります。

そう、 he 光子のスピン位置を送信した超光速で。これは「情報を送信」しないのでしょうか? 彼は光子の状態に関する情報を送信し、量子トンネルを超光速で通過した後の光子の変化を測定しました。 彼はコミュニケーション不能定理に違反したのではないですか? そしてなぜ彼は光子スピンの情報を超光速で送信できるのに、ケルン大学のニムツはAM変調波を送信できないのか？モーツァルト?

簡略化された弦理論

簡単にするために、私は光子を量子実体、点、または 0D (ゼロ次元) ブレーンとして説明しました。「ブレーン」という言葉は「膜」という言葉に由来しており、弦理論を考案した物理学者は「膜」を省略しました。光子がトンネル効果を受けると、1D (1 次元) 弦のように動作します。XNUMXD 弦は「XNUMX ブレーン」膜ですが、弦理論を考案した物理学者は、別の名前を付けた方が聞こえが良いと考えたと思います。

*NerdBoy1392、CC BY-SA 3.0*https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>、ウィキメディア・コモンズより

したがって、0D と 1D の両方のコンテキストでは、私たちが知っている時間と空間の概念は存在しません。空間と時間が存在するには XNUMX 次元が必要です。ここで私が行ったのは、粒子と波の二重性を説明することです。

私の単純化は、「実際の」弦理論とはあまり共通点がありません。線で結ばれた 2 つの点 (光子) が弦のように見えるため、これを「弦」理論と呼びました。弦は波になることができます。点は粒子です。

さらに、次のような主張が一般的である。「量子力学では、粒子は時空に存在する。」私たちの視点から見ると、光子は A 地点から B 地点まで移動するときに時空内に確かに存在します。

しかし、光子の観点からは、時間は存在しません。光速では、時間は事実上「止まれ！」と叫んでいます。光子が実際にドイツ語を話すかどうかは関係ありません。重要なのは、「時間がなければ、空間もない」ということです。

これは c での時間の遅れと一致します。

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セカンドオピニオン：「光子の視点」

スティーブ・ネルリッチ（PhD）、オーストラリア国際調査分析ユニットディレクター

「光子の視点」、Networkologies および Pratt Institute の Christopher Vitale 氏

「光子の観点から見ると、光子は放出され、すぐに再吸収されます。これは太陽の中心核で放出された光子にも当てはまり、数ミリメートルの距離を通過した後に再吸収される可能性があります。そして、私たちの観点からは、 13億年以上旅してきた宇宙の最初の恒星の一つの表面から放射された後、光子は時間の経過を経験せず、距離の経過も経験しないようです。」
見積もりを終了

光子はヌル測地線をたどります。これは質量のない粒子がたどる経路です。これが「ヌル」と呼ばれる理由です。その間隔 (4D 時空における「距離」) はゼロに等しく、それに関連する固有時間はありません。

単純化された弦理論と「実際の」弦理論の違い

実際の弦理論では、どんな粒子も、いつでも弦です。私の簡略化したバージョンでは、重力やいかなる種類の場にも影響されずにヌル測地線に従う粒子は 0D (ゼロ次元) 点です。

粒子 (光子) が最初の次元を獲得するのは、重力、電磁気、または物体などの外部フィールドと相互作用することによってのみです。光子は減速され、「弦」になります。この弦の長さは、その減速と可能な波長の「長さ」に類似しています。

したがって、たとえばガンマ線スペクトル内の非常に高いエネルギーの光子は、比較的短い「ひも」であり、これは短い波長に変換されます。短いひもは短い波長を生み出します。

たとえば、光子が惑星の濃い大気にぶつかってさらに減速すると、光子は長くなり、赤外線の波長を表現できるようになります。光子のひもが長くなると波長も長くなり、環境との相互作用も異なります。

QED

A フォトンの視点（アーカイブ）
https://web.archive.org/web/20240423185232/https://phys.org/news/2011-08-photons-view.html

A フォトンの視点
 https://phys.org/news/2011-08-photons-view.html

画像
左：単一光子のホログラム、ワルシャワ大学
https://geometrymatters.com/hologram-of-a-single-photon/

カテゴリー：光より速い

スタートレック：新たなる未知への挑戦