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【重力は時間の流れを遅らせる】相対性理論応用 固有時間の差異を利用した標高差の精密測量に世界で初めて成功

2016年08月16日:16:05

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コメント( 47 )

1: Sunset Shimmer ★ 2016/08/16(火) 05:03:49.96 ID:CAP_USER9
アインシュタインの一般相対性理論を応用し、時間が流れる速さの極めてわずかな違いから、2つの場所の標高の差を精密に測ることに、東京大学などの研究チームが世界で初めて成功しました。
将来、標高の変化をリアルタイムで把握できれば、火山災害などの予測につながるとしています。

アインシュタインの一般相対性理論では、重力は時間の流れを遅らせるとされ、地球上では標高が1センチ違うと、時間の流れが10の18乗分の1だけずれると考えられていますが、この違いを捉えるには現在使われている、原子時計と呼ばれる時計のおよそ1000倍の精度が必要でした。

これに対して、東京大学大学院の香取秀俊教授らの研究チームは、レーザーを使って時間をはかる光格子時計と呼ばれる、極めて精度の高い時計を開発し、東京・文京区の東京大学と、15キロ離れた埼玉県和光市の理化学研究所に設置しました。

その結果、2つの地点での流れる時間の違いから、標高の差は15メートル16センチと測定されました。研究チームによりますと、一般相対性理論を応用してセンチメートル単位で標高差の測定に成功したのは世界初だということです。
(以下略)

(続きや関連情報はリンク先でご覧ください)
引用元:NHKニュース http://www3.nhk.or.jp/news/html/20160816/k10010637291000.html

CropperCapture[1]

CropperCapture[3]

CropperCapture[4]

CropperCapture[5]

CropperCapture[6]

CropperCapture[7]

CropperCapture[8]

CropperCapture[9]

CropperCapture[10]

CropperCapture[11]

CropperCapture[12]

引用元: 【科学】相対性理論応用 固有時間の差異を利用した標高差の精密測量に世界で初めて成功 火山災害や地殻変動の予測が可能に







2: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:04:27.62 ID:ipaLdBmd0
3行でまとめて

67: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:48:54.10 ID:r4zg1tLN0
>>2
もっと
予算
よこせ

141: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 09:21:26.58 ID:BW6SUnO70
>>67
吹いた

103: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 07:35:03.52 ID:3jN+zCLQ0
>>2
相対性理論では高さが1㎝違うと時間がずれるらしい
時間のずれから逆に標高差を求める時計が考案された
原始時計では無理だが、今回レーザーで可能になった

4: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:07:58.44 ID:Mkf8AuH90
すげえな

5: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:09:22.94 ID:6TFabaLc0
>地球上では標高が1センチ違うと、時間の流れが10の18乗分の1だけずれると考えられています

身長伸びると時間の流れも変わるのか(´・ω・`)

7: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:09:54.29 ID:X7eiCjYf0
アインシュタインってほんとすごいな

11: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:11:59.10 ID:GnvKL2q10
>標高が1センチ違うと、時間の流れが10の18乗分の1だけずれる
標高が高いほど時間の流れが早いのか?

48: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:14:58.24 ID:aWSmPaeY0
>>11
高い方がはやい
ブラックホール内は遅い

52: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:25:16.52 ID:W7cIVDuL0
>>11
高い場所は重力の影響が減るから早い
低い場所は影響が強いから遅くなる

171: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 11:10:23.67 ID:6ZKB/hTa0
>>52
なるへそ重力か

12: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:14:13.86 ID:nAkYnVuO0
東大の兄ちゃん達も凄いし
その精密測定についてこられる技術も凄いな

13: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:14:27.77 ID:dmGzjITd0
ここまでくると地球の自転による遠心力の差のほうが大きそう

15: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:15:54.89 ID:Sf5N/qBg0
馬鹿にもわかるよう教えてくださいカタ:(ˊ◦ω◦ˋ):カタ

34: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:32:27.73 ID:zAugQYgt0
>>15
地球は自転してるでしょ
で、高いとこにある=地球の中心から離れてるモノの方が早く動いてるわけ
ここまではOK?

相対性理論によれば高速で運動してる物体の時間の進みは遅くなるから
2点間の時間の進み方をめっさ高い精度で測定して差異を検出することで標高差を割り出せるわけ

113: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 07:55:56.74 ID:MkHgRoGt0
GPSで間に合ってる

138: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 08:54:51.41 ID:JAwmf4Wp0
>>113
gpsだけでは誤差あり過ぎだろ
高度計と組み合わせて使うもんだろ

イトカワに積んだレーザー高度計で10cm程度が限界

広範囲な地殻変動などの微動を捉える使えそうな測定技術がついに出たという事だろ

29: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:25:45.57 ID:w4IGc+Nh0
これだと重力の高精度の測定器であって標高とするにはノイズが多そうな気が
例えば海溝上と岩石地質上で比較しても大丈夫?

32: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:29:52.94 ID:Xegc3VfV0
これは凄いな

36: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:34:52.09 ID:hjuvCPeY0
気象条件を考えるとミリとかナノ単位の測定って他の技術使っても難しいだろな

37: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:37:57.87 ID:VywyTuAA0
理論物理学者の黄金期の人らはホント凄いね

まあ今だって統一場理論とかダークマターとか大きな課題が残ってるけども

41: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:43:19.46 ID:v5vmN0AH0
おもしろいね

42: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 05:46:38.39 ID:ijR1wpOR0
>10の18乗分の一だけずれると
そんな誤差とも言えない僅かな差が計れるのか…

53: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:25:17.65 ID:1Qsli18L0
地殻の密度の違いによる重力の偏差も計算に入れてるのだろうか

54: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:26:59.31 ID:W7cIVDuL0
>>53
そんな重要なものを見逃してるわけがないよな

56: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:29:13.82 ID:1Qsli18L0
>>54
だとするとかなり綿密に地質調査しないといけないと思うんだけど可能なのかな

58: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:32:23.07 ID:/3ZS0dgI0
>>56
その場の重力を地上で機械で測ることができる
球が落ちる速度でわかる

61: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:36:41.23 ID:1Qsli18L0
>>58
成る程、予め重力を測定、海抜に正規化(と言うのかわからんが)した分布図を作っておくのか
それなら地質調査は要らないね

71: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:52:11.99 ID:5v5zUUEM0
エベレストに登った人が頂上は時間がたつのが早いって言うけどそういうことなの?

74: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:53:08.67 ID:O7bRpUL40
1秒ずれるのに160億年かかる時計らしい

79: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:56:44.89 ID:HKiSCz5o0
そんな微小な時間の差を計れるのが驚きだわ。

82: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 07:00:17.04 ID:npYlgqA00
地球の中心点からの距離の差ということか?

86: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 07:04:02.49 ID:HKiSCz5o0
>>82
どこから測ろうと差だから同じ。

85: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 07:03:10.67 ID:rfKDewfy0
これはこれですごいと思うけど

>アインシュタインの一般相対性理論では、重力は時間の流れを遅らせるとされ、地球上では標高が1センチ違うと、
>時間の流れが10の18乗分の1だけずれると考えられています

この考えをそのまま使っただけとも言える

これが実証されたとして、もっとすごい応用とかできそうなもんじゃねーの?

104: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 07:35:23.76 ID:GOsa0tSO0
重力による(高度の低いほうが重力大きいので時間が遅れる)効果と
自転速度からの(高度の低い方が半径小さいので速度が遅くて時間遅延は少ない)効果は
相反するから1GでR6400kmぐらいの天体ではどっちが支配的なんだ?

105: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 07:42:08.95 ID:HKiSCz5o0
>>104
だから重力=万有引力+遠心力で考えてるんだよ。
重力=万有引力+遠心力で考えても重力は低いほど強く高いほど弱い。

112: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 07:53:22.69 ID:cHRtgKGJ0
大きめの台風が来たら海面が上昇して重力に変化が影響するみたいな事が起こらないのか?

117: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 08:00:17.16 ID:PLfzxd/L0
いろんな物理定数の精密測定も、光格子時計の将来計画に入ってるね
応用無限大って感じ
また例の賞かもな

136: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 08:45:10.11 ID:i8LAJYkF0
精密さにビビった

133: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 08:30:16.17 ID:WJSlHCla0
16世紀末にオランダで顕微鏡と望遠鏡が作られそれが17世紀の科学革命の原因となった
それ以来より小さい物より遠くの物が見られるより精密な観測装置の開発が科学を広げてきた
やがて電子顕微鏡や電波望遠鏡や粒子加速器などが作られ飛躍をもたらした
この光格子時計も同様に科学史を飾る重要な飛躍なのは間違いないです

149: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 10:50:36.28 ID:x0mAsSMo0
すごい。重力場の分布が見られる。精密計測にはロマンがあるね

69: 名無しさん@1周年 2016/08/16(火) 06:50:44.01 ID:GPchYVMq0
高い所に住んでる奴は時間が遅くなり長生きできるってことか
タワマン最上階を買ってくる






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【重力は時間の流れを遅らせる】相対性理論応用 固有時間の差異を利用した標高差の精密測量に世界で初めて成功

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コメント

1  不思議な名無しさん :2016年08月16日 16:22 ID:lqe2rFqK0*
宇宙に進出してから役立ちそう
2  不思議な名無しさん :2016年08月16日 16:24 ID:IlJhkMLF0*
それが本当にあってるなかどうやら…
無駄な金になりそうだ
3  不思議な名無しさん :2016年08月16日 16:29 ID:sLJfdLgf0*
>>85
「分かってたことを実証されただけ」って典型的なアホだな。
4  不思議な名無しさん :2016年08月16日 16:36 ID:x5Oq7yzS0*
>>69
計算したら,200m上空に住むと2×10^-14だげ時間の進みが遅くなる
一生80年間住むと0.000005秒だけ長生きできる
たった50マイクロ秒だな
5  不思議な名無しさん :2016年08月16日 16:45 ID:5G2vt26s0*
それなら必要ないって結論に行きつくのがよくわからん
このケースでは必要ないってことを言いたかったのかいまいち文脈から取れないから余計にバカっぽさがでてる
6  不思議な名無しさん :2016年08月16日 17:14 ID:lY.4oC8l0*
ボールの落下速度から直接重力を測って標高計算すればよくね?

標高による重力の変化→相対性理論による時間の変化→標高

じゃなくて、

標高による重力の変化→ボールの落下速度の変化→標高

でいいじゃん
7  不思議な名無しさん :2016年08月16日 17:14 ID:6plpiY8S0*
そういや大学の課題でこの人のチームの論文読んだことあるな
やっぱ凄い人だったんだ
8  不思議な名無しさん :2016年08月16日 17:25 ID:DNm.PYz.0*
重力によって時間の流れが~というのはわかる気がしないでもないけど、これって地球対他の恒星・惑星或いは地球対宇宙空間とかでも同じなのか?
例えば地球(或いは太陽とか)は宇宙ができてから何百億年後に誕生した、とか言ってるけどこれはあくまで地球にいる人間の時間(の早さ)で計算した場合であって、他の星や宇宙空間から見れば違った年数になるとか?
或いは重力の及ばない宇宙空間にいたとすると、そこでは何百億年経っていても地球ではその4分の3しか経っていないとか?
まあ今我々が使っている時間(の尺度)自体、人間が便宜的に考えたものだろけど、考えれば考えるほどよくわからんようになってきた。
9  不思議な名無しさん :2016年08月16日 17:28 ID:kWxLWb4o0*
>GPSで間に合ってる
全員がこういう考え方をしてる人類はまだ石器時代にも辿り着いてないかもね
10  不思議な名無しさん :2016年08月16日 17:31 ID:jFbYXnma0*
>>34が思い切り間違え説明してるのがすごいな
11  不思議な名無しさん :2016年08月16日 17:52 ID:g346ohrR0*
つまり人間は頭の方が早く歳をとると
12  不思議な名無しさん :2016年08月16日 17:59 ID:KXF.oal10*
>>103も間違ってる
レーザーは光格子時計の構成要素ってだけ
13  不思議な名無しさん :2016年08月16日 18:02 ID:KjwRro3.0*
だからハゲって頭だけハゲてて身体はモサモサなのか
14  不思議な名無しさん :2016年08月16日 18:18 ID:t5ACyhHD0*
頭と足なら足が先に年を取るということか
15  不思議な名無しさん :2016年08月16日 18:37 ID:dGFYhMtXO*
【薄毛速報】朗報!お前ら逆立ちして歩けばハゲないぞ!
16  不思議な名無しさん :2016年08月16日 18:46 ID:.yqwsQk30*
時間の流れがどうだろうとハゲはハゲるしかない。
毛根な時間だ、飯の支度する。
17  不思議な名無しさん :2016年08月16日 18:46 ID:tRfwaR7A0*
ハゲなのにインモーボウボウなのはそのためか
18  不思議な名無しさん :2016年08月16日 18:55 ID:Jw69T.hn0*
つまりあれがそうなってこれがこうなるってことだな
なるほどな
19  不思議な名無しさん :2016年08月16日 18:56 ID:fbry3moU0*
じゅうじりゅうち りょくかん 十時留置 十字留置 緑眼 りょく間 ジジリ じじり 時々理
20  不思議な名無しさん :2016年08月16日 19:01 ID:PCyO3FQ40*
我々が「一年」と考えている単位だってしょせん地球が太陽の周りを一周するだけのことであって、全宇宙では全く通用しない単位だろう。

21  不思議な名無しさん :2016年08月16日 19:17 ID:.H4ixHlP0*
>気象条件を考えるとミリとかナノ単位の測定って他の技術使っても難しいだろな
誰か10-18乗を教えてやってくれ。

22  不思議な名無しさん :2016年08月16日 20:01 ID:KQLTj1oc0*
>>85
分かってたことが実証されたことがすごいんだろ。今まで分かってても実証されなかった
ことが実証された。それだけでもすごいことなのに、考えをそのまま使っただけというのは
流石に軽く見すぎかと。それと実証されたことにより、こういう技術は進歩していくものだろ。
そう簡単に~~なってるから、~~してはい完成とかができると思ってるのか?
23  不思議な名無しさん :2016年08月16日 20:21 ID:VW7RSYqq0*
ウラシマ効果の実証に繋がる?
24  不思議な名無しさん :2016年08月16日 20:27 ID:5oQN719U0*
時間の上位概念が重力
重力が操れると時間が思いのままやで
25  不思議な名無しさん :2016年08月16日 20:38 ID:CkDx8Mbd0*
この微妙な差も無重力空間に飛び出すと1年で数秒単位くらいの違いになったりするんかね?
26  不思議な名無しさん :2016年08月16日 20:39 ID:E6s.VFh90*
うーん、
場所によって重力の影響が変わるから
まずそれの測定が必要なんだけど、
こっちのほうは cm 単位で計れるほど超高精度な計測法ってあったっけ?

27  不思議な名無しさん :2016年08月16日 20:50 ID:gsZVz.700*
ほう、なるほどな…









難しくておつむ爆発しちゃうぅぅ!!
28  不思議な名無しさん :2016年08月16日 21:21 ID:bIlKJ.tm0*
34氏wwwwwwwww
29  不思議な名無しさん :2016年08月16日 21:39 ID:KwSbu72m0*
す、凄すぎるな…
30  不思議な名無しさん :2016年08月16日 21:59 ID:F.3Gndnb0*
おお〜凄い
やっぱり重力って空間の歪みなんだろうね
点に近いほど時間が早く進むってかな
31  不思議な名無しさん :2016年08月16日 23:02 ID:gwwmzL7n0*
アメリカだとGP-Bという衛星を使って地球上に存在する重力の歪みを既に観測している。結果はアインシュタインの予想とほぼ同等だった。しかし、比べてこの方法で観測できたのは変態にもほどがある。地上でこれ使えるなら将来的には地震の予測もできる
32  不思議な名無しさん :2016年08月16日 23:57 ID:E5envjvN0*
これでワイ(チビ)の遅刻が多い理由が証明されたわけやね
33  不思議な名無しさん :2016年08月17日 00:02 ID:gPk5iP350*
>>34が言っている
「低いところより高いところのほうが自転速度が速いから時間は遅く進む」
って間違ってるの?

仮に赤道上に36000mの山(静止衛星の軌道と同じ高さ)があってその頂上にいたら
静止衛星と同じ時間のズレになると思ってたんだけど違うの?
34  不思議な名無しさん :2016年08月17日 00:26 ID:VJ07jWb50*
間違えた逆だ。
点に近い(重力が強い)ほど時間の流れは遅い。
なので、高いところが速く進むであってると思う。

35  不思議な名無しさん :2016年08月17日 00:36 ID:.m9tDcpV0*
※33
間違ってるよ
相対性理論なんだから相対的にどうかが大事
ただ浮かんでるんならその下の人とは相対速度は0でしょ
だから速度による時間の差は生じないよ

ちなみに速度による時間変化は特殊相対性理論で重力による時間変化は一般相対性理論の範疇だから、扱ってる理論が正確には違う
36  不思議な名無しさん :2016年08月17日 01:08 ID:XpzEWEua0*
※6
リアルタイムでの高低差測定を目指す、とあるけど
現状では数十分程の測定時間がないと高低差が明確に分かるほどの
安定度と確度を有する測定データが取れないのよ。

もし仮に、数十cmの高低差をボールの落下で見るには、
数十cm落下するまでの極わずかな時間しか測定に使えないし、
それに速度=変位/時間だから、変位も10^-18レベルで測定できないと話にならない。
時間という概念はすべての物理量で最も高確度で測れる量だけど、
現状の科学技術では変位の測定は、時間の測定に比べて分が悪いのよ。

それにしても東大の量子物理は非常にレベル高いよね。
この人はいずれ必ずノーベル賞を取ると思うよ。
37  不思議な名無しさん :2016年08月17日 01:55 ID:gPk5iP350*
※35
なるほど、相対速度か。

「GPS衛星が速度と重力による時間のズレを考慮してる」って話が頭の片隅にあったので
移動速度が違えば速度による時間のズレがある、と思い込んでたみたい。
GPS衛星の場合は静止衛星じゃないから相対速度差が生じているってことか。

勉強になりました、ありがとう。
38  不思議な名無しさん :2016年08月17日 02:20 ID:wetuDd0g0*
全て同じ速度で停止してると考えるんだ
後は空間の重力場の影響の大小が未発見概念Xの影響を決める
時間と速度は忘れろ
なおベクトルは考えない物とする
39  不思議な名無しさん :2016年08月17日 06:50 ID:TyQwtKzQ0*
何か凄そう

でも今日の午後には忘れてそう
40  不思議な名無しさん :2016年08月17日 08:05 ID:FT2DFnAC0*
※2
少なくともお前みたいなアホにかかってる金よりかは有意義に使われてるよ
41  不思議な名無しさん :2016年08月18日 03:19 ID:.T851GnD0*
ちょっとまて!!!女的には聞き逃せないのだが、一生寝てれば長くロリ顏でいられるってことか?!?!
42  不思議な名無しさん :2016年08月18日 17:15 ID:YL47kynL0*
もしも、この世がホログラム的な何かで、
例えば重力の中心から外側に向かって、
この世の映像(ホログラム)を投射してるとしたら、
中心よりも外側を描く方が常に遅れるから、
そっちの時間の方が遅くなるのかな、
とか妄想した。
43  不思議な名無しさん :2016年08月18日 22:58 ID:MePT8q3.0*
重力弱い方が速く時間流れるんだぞ
44  不思議な名無しさん :2016年08月19日 08:33 ID:ybgqCOwB0*
これって最終的に2つの時計を比較して時間差から高低差を計算してるんだよね?
どうやって比較してるんだろう?ネット回線だとロス等の誤差が大きすぎて話にならんし、どちらかの時計を移動するとかは移動による時間の狂いが生じるはず。
45  不思議な名無しさん :2016年08月20日 00:49 ID:9Ic.V6Rz0*
※44
この記事の時計比較では、専用の回線が使われてる
海外の時計と比較するには通信衛星を使った方法もある
もちろん信号伝達時には誤差が生じるけど、それを補償する操作をしてる
時計の比較技術だけでも立派な研究分野になってるよ
46  不思議な名無しさん :2016年08月20日 22:20 ID:iHDCz0hh0*
※45
返信ありがと
精度が凄く要求されるんだろうから、やっぱりこういう所にも金と技術を掛けてるんだね
勉強になったわ
47  不思議な名無しさん :2016年12月31日 11:56 ID:rrphlU3O0*
詳密かつ堅牢な設定だけで 実体は伴っていない ということだよ

 
 
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