学問・雑学

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

投稿日:

1: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:05:17.90 ID:CAP_USER
荒井聡
[2017/03/22]
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。



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)
no title




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/
※本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合があります。予めご了承ください。

2: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:05:53.01 ID:NP8x8OB6
腐ったミカン

3: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:08:38.16 ID:GAqpNsCk
時計の無いフラットな空間に、「とても正確に時間を計れる時計(とても重い)」を置くと、
その分だけ時空が歪んで付近の時刻も遅れるという話。

61: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 01:20:03.32 ID:2Buwg7q9
>>3で感覚的にはスッと理解できた

もっとうまい例え書こうとしたけど無理だったA: [0.092712 sec.]B: [0.096764 sec.]

4: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:11:14.55 ID:RBShidSe
ならその正確な時計を測定した時計は不正確だなw

6: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:14:11.87 ID:RBShidSe
太陽系の重力から遠ざかると速くなるのは当然だろ?
まだわからんようだな・・

8: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:22:13.03 ID:T92OJrJF
影響が微小過ぎて光格子時計の精度でも余裕で誤差の範囲内でしょ
まだ大丈夫

9: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:28:56.52 ID:EBAJpopT
遅刻したときの言い訳に使えそうだ 「うちの時計が量子力学の影響で・・・」

11: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:30:00.63 ID:psV05jDw
マンションの1階と屋上で体重を測ると誤差があるって話か

12: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:34:15.04 ID:1iq5mUHF
量子力学ってもはや魔法と区別がつかんな
ついていけねえ

13: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:37:09.01 ID:4FL/9X5b
つまりセシウム原子時計を密集させるとメルトダウンを起こすってことか

16: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:49:35.41 ID:xdOLPyCp
同じ場所に振り子時計を大量に置くと振り子の動きがシンクロするってのをどこかで見たような気がする

20: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 21:55:17.93 ID:EBAJpopT
ふたつの正確な時計をとなりどうしに置いといて 時間がちがってくるのを確認するころには人類は滅亡してるんだろうな

23: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 22:05:33.57 ID:JX2Q3aMB
人間社会でもありうるな
凄いのが出てくると、良くも悪くも周りが影響受ける

29: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 22:24:39.27 ID:NP8x8OB6
no title

31: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 22:33:14.52 ID:C1S99VHZ
なるほど、全然わからん。

36: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 22:49:17.42 ID:WRpbLXSa
別に時計どうしである必要もないんじゃねーの?

時計に干渉する作用をもたらすエネルギーなり物体なりが存在すれば
現象は再現されるというだけの話

37: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 22:54:42.17 ID:wrxcZFym
そんなこと言ったら測定器のエネルギーで時間が狂うから正確に測るのは無理ってことになるな

38: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 23:08:07.15 ID:TBxaauQb
これ、順々に考えていったらすごーく当たり前とも言えることを言ってるだけの話やな
めっちゃ基本的なことの繋げ合わせだからすごくわかりやすい

39: 名前をおもちでないようです
2017/03/22(水) 23:10:20.74 ID:gY3L4SrZ
振動周波数が周りに影響するってことを時間をベースにはなしているのか?

50: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 00:10:51.72 ID:OS1P2xLj
え?複数のメトロノームを動かしていると、やがて揃って動き始める現象はどうなるの??

52: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 00:20:00.76 ID:z+qasBBC
>>50
それは全メトロノームを載せてる台が動くようになってる時だけの話

55: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 00:37:51.56 ID:l68XXS+j
つまり集団生活は難しいということだ

56: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 00:45:34.81 ID:DN2P1qG8
::::::::        ┌───────────────-┐
::::::::        | 重力がやられたようだな…      │
:::::   ┌───└───────────v───┬┘
:::::   |フフフ…奴は統一場理論の中でも最弱 …   |
┌──└────────v──┬───────┘
| 統一場理論の面汚しよ     │
└────v─────────┘
  |ミ,  /  `ヽ /!    ,.──、      
  |彡/二Oニニ|ノ    /三三三!,       |!
  `,’ \、、_,|/-ャ    ト `=j r=レ     /ミ !彡  
T 爪| / / ̄|/´__,ャ  |`三三‐/     |`=、|,=’|   
/人 ヽ ミ=’/|`:::::::/イ__ ト`ー く__,-,  、 _!_ /  
/  `ー─'” |_,.イ、 | |/、   Y  /| | | j / ミ`┴’彡\
  強い力        弱い力       電磁力

65: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 02:14:32.73 ID:iO7bb1h8
そもそも正確な時計は存在するのか

そもそも正確に時間は流れるのか

80: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 11:28:52.44 ID:wRszCzTk
>>65
素粒子レベルで見れば、時間なんて無いよ、「共通に見える変化」を時間と呼んでいるだけ。
本質的に「全素粒子に適用される共通の流れ」なんてものは無く、人類が作り出した便利な道具の一つ。

68: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 02:27:35.09 ID:m8i5MsCi
宇宙の法則が乱れる!

75: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 08:26:10.46 ID:euvj51nW
量子レベルの話ね
びっくりしたがな

78: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 09:54:52.56 ID:cj0rsr2c
観測時じゃないのか?
正確な時計2個あって 正確な観測者2名置いても 情報伝達にズレが生じるだろ
どちらかの 1つを基準に考えて
観測しようとミクロレベルで詰めてくと 合わせ鏡みたいに ならんのか

寧ろ 正確な時計を1つ決める事によって他に影響するのは当然だろ
時計3つ置いたら 更にバラバラになるだろうし

79: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 11:08:20.05 ID:/SD/Zso7
一方ロシアは日時計を使った

82: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 13:26:48.86 ID:+V7jlnwN
>時間と空間を歪ませる効果
って空間が歪むから
時間=距離÷光速
の結果なんでしょうか。

93: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 20:15:45.97 ID:6A2+ixDZ
量子力学って頭おかしいの?
いや割と本気でさ

94: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 20:22:01.04 ID:DfjFyqgz
まーったく分からんわ

時計って動力で歯車回して文字盤上の針を回すだけの機械なのになんで他の時計にまでそんな影響力あんの?

つか、コレ時計以外の機械でも何個か並べといたら同じ事起きるの?

103: 名前をおもちでないようです
2017/03/23(木) 22:37:20.40 ID:l68XXS+j
つまり、宇宙は謎が多いということだ


元スレ: http://potato.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1490184317/

1001:名前をおもちでないようです
2036/13/01(餅) 00:00:00 ID:omochichannel.com

おもちちゃん90
正確な時計じゃないとダメなのか?

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