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。
1:2017/03/22(水) 13:56:18.78 ID:

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)

 

いろんなコメント

 
7:2017/03/22(水) 13:58:31.28 ID:

なるほどね

必ずゆらぎが必要だから
同じ時間を刻む観測があってはならないのか

25:2017/03/22(水) 14:01:43.03 ID:

>>1
   _____
  /\____\
 | ̄\∩=゚∀゚=)
 |  | ̄ ̄ ̄∪|
 | シュレーディンガー |
  L__L____|
43:2017/03/22(水) 14:08:47.11 ID:

>>1を読む限り、おいらのG-SHOCKが周りに迷惑かけてるっぽい。

59:2017/03/22(水) 14:12:48.76 ID:

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!
97:2017/03/22(水) 14:21:20.97 ID:

その 正確な時計 とやらが複数あったら
周囲の 正確な時計 はどうなるの?
99:2017/03/22(水) 14:22:12.16 ID:

「隣り合う時計同士は必然的に相互干渉」するのなら、
正確な時計を二つ並べたら、二つとも狂うのか?
105:2017/03/22(水) 14:22:57.89 ID:

>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

109:2017/03/22(水) 14:23:35.92 ID:

>>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。
112:2017/03/22(水) 14:23:59.87 ID:

量子の話は怖いよ。
自分の存在が揺らいでくる。

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113:2017/03/22(水) 14:24:16.39 ID:

光の速度で1秒かかる距離の時計が見えるとして
その時計と手元の時計とは同じ時刻を刻んでるとしよう
 
手元の時計は12:00’00、離れた方は11:59’59
1秒後
手元の時計は12:00’01、離れた方は12:00’00
また1秒後
手元の時計は12:00’02、離れた方は12:00’01

そう、離れた時計は常に1秒前の過去、
君は過去を見ているのだ

これがだんだん近づいてきたらどうなるか

118:2017/03/22(水) 14:26:16.13 ID:

>>112
バカな俺が天才になるチャンス到来だと思ってる!
ワクテカしちゃうじゃない。
127:2017/03/22(水) 14:27:15.09 ID:

俺の持ってる50年前の機械式時計、毎日1分進むけど、正確だよ。
きっちり1分づつ進む。
128:2017/03/22(水) 14:27:16.27 ID:

>>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

129:2017/03/22(水) 14:27:31.86 ID:

>>59
運動と時間は同じものだと思ってたけど違うの?
130:2017/03/22(水) 14:27:51.41 ID:

>>97
どんどん不正確になる。
131:2017/03/22(水) 14:27:52.52 ID:

>>113 その距離で見えるんだから相当大きな時計だな

結論:人類は滅亡する

137:2017/03/22(水) 14:28:43.16 ID:

正確な時計に合わせれば正確になるんちゃうの?
140:2017/03/22(水) 14:30:06.51 ID:

>>137
時刻を合わせることと時計が正確であることは別。
146:2017/03/22(水) 14:31:48.76 ID:

>>1
空港とかにあるやつみたいに世界各国の時間を示した時計を並べておいたら1つを除いて他は全部狂ってるってから騙されんなよってことが言いたいの?
148:2017/03/22(水) 14:32:12.98 ID:

>>1
あーなるほどね
うんうん。わかるわかる
エネルギー(E)と質量(m)のあいだにはE=mc2はいはい。常識だよね
C=は高速だからね。うん。ハイゼンベルグね
ウィーン大学か、シャウエッセン食いたくなってきた
151:2017/03/22(水) 14:32:33.51 ID:

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。
154:2017/03/22(水) 14:32:39.38 ID:

>>146
まずお前が何言ってるのかわかんない。
160:2017/03/22(水) 14:34:09.43 ID:

>>1の説明だと別に正確な時計である必要はないわけで時計がお互いに影響を与えるというだけのことだろ。
しかし相対性理論も量子力学も間違ってる。神である俺がいうんだから間違いない。
163:2017/03/22(水) 14:34:52.64 ID:

>>151
量子には時間があると思う。
だから自主的に崩壊(自殺)するのではないか?
167:2017/03/22(水) 14:35:34.92 ID:

>>1
>正確な時計

ここからわからない・・・

174:2017/03/22(水) 14:36:46.71 ID:

>>105
時計の原理そのものが“振動“を利用してるから、パルスのデューティ比に応じて回路も縮張する。
回路からの輻射が影響するのか、あるいは空間もろとも振動させてるのか。
実は発振周波数が変わると、影響も変わってくる。
175:2017/03/22(水) 14:36:54.31 ID:

>>167
仮定でも実在でも「正確な時計」なるものが何か分からない。
だれかPNAS読んで書いてくれ
184:2017/03/22(水) 14:39:39.29 ID:

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。

185:2017/03/22(水) 14:39:58.83 ID:

>>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
190:2017/03/22(水) 14:41:32.50 ID:

太古     ⇒時間なんか気にせず生きる事、子孫を残すことに専念
エジプト等の文明の始まり⇒洪水など農耕にリズムがあることを発見
カレンダーの発明(太陽・月の運動)⇒さらに細かい一日の変化の発見
さらに細かい⇒水の量・ばねの運動・原子の運動etc
195:2017/03/22(水) 14:42:36.75 ID:

>>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
204:2017/03/22(水) 14:45:19.62 ID:

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?
205:2017/03/22(水) 14:45:56.53 ID:

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
206:2017/03/22(水) 14:45:59.45 ID:

>>190
まだまだ途中だからね。
宇宙に関して人間の認識してる範囲は
まだわずかで、その範囲で宇宙を創造
してるだけ。
宇宙を大きな巨人が支えてると想像を
するのと本質的には何も変わらない。

観察不能で想像の部分がまだまだ多い。

216:2017/03/22(水) 14:47:08.02 ID:

>>25
あんたは解りやすそうで、より解りにくい。
217:2017/03/22(水) 14:47:19.55 ID:

>>204
片一方から他方を見ると不正確に見える・・・
とかじゃろどーせ
218:2017/03/22(水) 14:47:20.09 ID:

>>204
この論文の通りだと不正確になってくれないと観測者がハゲる
225:2017/03/22(水) 14:48:46.20 ID:

>>205
局所場の理論だな。
地方国立大の理系に行くくらいなら、普通高1か高2。中学は早い。
旧帝大を出たか?
227:2017/03/22(水) 14:48:56.00 ID:

>>1
       ( -人-)  < 量子力学では   『測定』  が  『認識』  を狂わせるのじゃ・・・
                  http://huukyou.hatenablog.com/entry/2016/03/24/063400
230:2017/03/22(水) 14:49:12.26 ID:

>>204
一方の時刻の正確さを確認しようとすると膨大なエネルギーが発生し
そのエネルギーが周囲の時間を遅らせる、つまりもう一方の時計を遅らせる
 
正確さを確認しなかったら正しいかどうかもわかんないから
2つそのまま置いとけってこと
231:2017/03/22(水) 14:49:25.10 ID:

>>1
読んでる途中で眠くなってきた
232:2017/03/22(水) 14:49:30.62 ID:

>>204
観測してる片方が正確
両方同時に観測するならどっちも正確
241:2017/03/22(水) 14:50:53.39 ID:

>>127
すごい!なに?ロレックスかい?w
246:2017/03/22(水) 14:52:02.56 ID:

>>205
解釈を間違っている
物理屋はアスペ過ぎておかしな解釈な本ばかり
247:2017/03/22(水) 14:52:03.28 ID:

>>241
中国製の電波時計買ったら常に1時間遅れてた
時差だったのかな?
253:2017/03/22(水) 14:53:11.75 ID:

>>247
中国の標準電波ひろってるんじゃね?
254:2017/03/22(水) 14:53:28.64 ID:

>>1
総理、簡潔に、簡潔に
257:2017/03/22(水) 14:53:55.16 ID:

え、全く同じ正確な時計が2個あったら
観測してないほうの正確な時計が狂うの?
観測してないのにさ、なんで狂ってるって判るの?
259:2017/03/22(水) 14:54:09.11 ID:

>>1
俺にも理解できてワロタ!
264:2017/03/22(水) 14:55:16.68 ID:

>>1の言ってることが何も分からない
よって>>1は基地害
はい論破
265:2017/03/22(水) 14:55:16.80 ID:

>>257
 
>>1を良く読め
270:2017/03/22(水) 14:57:00.62 ID:

>>241
違う、オメガ。
見た目ボロいよ。
可愛いけど。
271:2017/03/22(水) 14:57:21.95 ID:

時間が狂うんではなく速度とか空間が狂うんでね
273:2017/03/22(水) 14:57:44.30 ID:

>>225
なわけねーじゃん
無職で今パチンコ打っとるわ
276:2017/03/22(水) 14:58:16.98 ID:

>>271
ヒント:運動量
279:2017/03/22(水) 14:59:35.41 ID:

>>205
では物質同士は同じ時間を刻めないってことだね。
ぼっちな理由がわかったわ。
284:2017/03/22(水) 15:01:28.36 ID:

>>271
相対性理論では時間は伸縮するってね
300:2017/03/22(水) 15:04:12.22 ID:

俺が不正確だからこそ、おまえらは正確に仕事をこなせるんだ
305:2017/03/22(水) 15:04:40.33 ID:

>>300
ありがたや
310:2017/03/22(水) 15:05:17.07 ID:

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・・・
311:2017/03/22(水) 15:05:27.84 ID:

>>59 おいおい…何十年も前に、半村良が妖星伝で書いてた事を今更
317:2017/03/22(水) 15:07:11.12 ID:

>>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。

318:2017/03/22(水) 15:07:11.91 ID:

>>310
無理だろ
おれも物理専攻だが、まるでわからんw
322:2017/03/22(水) 15:08:35.19 ID:

>>318
ですよね~
324:2017/03/22(水) 15:09:44.37 ID:

相対的なのは観察してるからだろ?
絶対的なものは結局、同一になるんじゃないの?
時間があったとして、重力の違いで変化があっても同じ位置に戻ってきたら、条件が元に戻る。
その空間ごと、時間も収縮や拡大して、元に戻る。
332:2017/03/22(水) 15:11:34.91 ID:

>>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

335:2017/03/22(水) 15:12:20.14 ID:

光のスピードに近づくと時間がゆっくり進むって証明で
時計を2個用意して移動スピードを変えると時計がずれるって話あったな
んな事はないと思ったけどこれが本当の理由だったんだな
337:2017/03/22(水) 15:12:49.42 ID:

>>324
ならない、光速宇宙船に乗っけて地球上より遅くなった時計は遅いままだ。

電波時計を乗っけでもしない限りは。

338:2017/03/22(水) 15:13:12.00 ID:

   ∧_∧
  (:<l><l>)
  /::::::::T
~(:::::::::::|ここは月刊ニュートンに解説してもらおう
340:2017/03/22(水) 15:13:41.26 ID:

>>113 その超巨大な時計が近づいて来るときの重力で、地球は崩壊する。
342:2017/03/22(水) 15:13:59.06 ID:

>>25
猫臭いからやっぱ居ると思う
344:2017/03/22(水) 15:14:24.07 ID:

>>335
双子のパラグアイな
351:2017/03/22(水) 15:15:20.94 ID:

>>332
ちっと調べてみるわ。
352:2017/03/22(水) 15:15:30.73 ID:

>>337
それが変わらないと言うことでしょ
変わると思うことが勘違いで

全体的な質量やエネルギーは必ず、変化しても過不足なく残る。

359:2017/03/22(水) 15:18:55.02 ID:

>>1
ある時計で時間を計測すると、エネルギーの不確定性が増大して周囲の時計をくるわす

これだけの話
古典的

360:2017/03/22(水) 15:19:13.71 ID:

>>332
物理や科学は理想モデル前提で物事を考えるけどそれによってこんがらがることあるなあ
367:2017/03/22(水) 15:20:56.68 ID:

>>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
375:2017/03/22(水) 15:23:10.51 ID:

>>367
>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
これって3次元で考えるからできないんだよね。
シュティンガー猫とか、脱線してしまう。
2.5次元で考えたらおかしくない。
379:2017/03/22(水) 15:24:00.00 ID:

これ太陽系の中心は太陽ではない理論に通じるものがあるのでは?
384:2017/03/22(水) 15:24:36.01 ID:

>>379
太陽の中心はBH
398:2017/03/22(水) 15:27:45.91 ID:

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。
405:2017/03/22(水) 15:28:43.68 ID:

>>398
△ 第三者視点
〇 量子論的な観測者
407:2017/03/22(水) 15:29:01.09 ID:

>>384
太陽系の中心は上からみた室伏説が濃厚
411:2017/03/22(水) 15:31:03.78 ID:

>>1みたいな理論て実社会で何か役に立ってるの?
413:2017/03/22(水) 15:32:08.96 ID:

>>1
エープリルフールには、ちと早いな。カレンダーが狂ってるのか

 

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