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超光速通信

索引 超光速通信

超光速通信(ちょうこうそくつうしん)は、光速より早く情報を伝える技術で、SFにしばしば登場する架空の通信技術である。 現実世界では、アルベルト・アインシュタインの相対性理論により、光速を超えて情報や物質を送ることは不可能とされているが、星々の世界を舞台とするSFでは、光年単位で離れている恒星間の交流の際に、こうした速度の限界によるタイムラグがあっては都合が悪いため、超光速航法や超光速通信が設定されている。 このような事情から、ハードSFからスペースオペラなど様々なSF作品では、光や電波による通常の通信のみならず、硬軟とりまぜ多種多様な超光速通信方法が編み出されている。.

23 関係: マクスウェルの方程式ネメシス (小説)ハードSFモールス符号リチャード・P・ファインマンニュートン力学アルベルト・アインシュタインアインシュタイン=ポドルスキー=ローゼンのパラドックスアイザック・アシモフジェラルド・ファインバーグスペースオペラタイムマシンタキオンサイエンス・フィクション先進波光速因果性相対性理論超光速航法量子力学電磁波電波通信

マクスウェルの方程式

マクスウェルの方程式(マクスウェルのほうていしき、Maxwell's equations)は、電磁場のふるまいを記述する古典電磁気学の基礎方程式である。マイケル・ファラデーが幾何学的考察から見出した電磁力に関する法則が1864年にジェームズ・クラーク・マクスウェルによって数学的形式として整理された。マクスウェル-ヘルツの電磁方程式、電磁方程式などとも呼ばれ、マクスウェルはマックスウェルとも表記される。 真空中の電磁気学に限れば、マクスウェルの方程式の一般解は、ジェフィメンコ方程式として与えられる。 なお、電磁気学の単位系は、国際単位系に発展したMKSA単位系のほか、ガウス単位系などがあるが、以下では原則として、国際単位系を用いることとする。.

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ネメシス (小説)

『ネメシス』(Nemesis)は、アイザック・アシモフのSF小説。1989年に刊行された。.

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ハードSF

ハードSF(hard science fiction)は、サイエンス・フィクションのうち、(1)主流あるいは「本格」SF (ハードコアSFとも)、(2)科学性の極めて強い、換言すれば科学的知見および科学的論理をテーマの主眼に置いたSF作品を指す。また、そのようなスタイルを指す。以下では専ら(2)について説明する。 日本語では対応する言葉がなく、英語がそのまま片仮名で用いられているが、中国語では「硬科幻」(科幻=科学幻想=SF)と訳されている。 「ハードSF」という用語は1957年、ジョン・W・キャンベルの Islands of Space についてのアスタウンディング誌に掲載されたレビューでが使ったのが初出とされている。.

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モールス符号

SOS」のモールス符号 モールス符号(モールスふごう、Morse code)は、電信で用いられている可変長符号化された文字コードである。モールス符号を使った信号はモールス信号と呼ばれる。 モールス符号を打つための電鍵.

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リチャード・P・ファインマン

リチャード・フィリップス・ファインマン(Richard Phillips Feynman, 1918年5月11日 - 1988年2月15日)は、アメリカ合衆国出身の物理学者である。.

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ニュートン力学

ニュートン力学(ニュートンりきがく、)は、アイザック・ニュートンが、運動の法則を基礎として構築した、力学の体系のことである『改訂版 物理学辞典』培風館。。 「ニュートン力学」という表現は、アインシュタインの相対性理論、あるいは量子力学などと対比して用いられる。.

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アルベルト・アインシュタイン

アルベルト・アインシュタイン日本語における表記には、他に「アルト・アインシュタイン」(現代ドイツ語の発音由来)、「アルト・アインタイン」(英語の発音由来)がある。(Albert Einstein アルベルト・アインシュタイン、アルバート・アインシュタイン アルバ(ー)ト・アインスタイン、アルバ(ー)タインスタイン、1879年3月14日 - 1955年4月18日)は、ドイツ生まれの理論物理学者である。 特殊相対性理論および一般相対性理論、相対性宇宙論、ブラウン運動の起源を説明する揺動散逸定理、光量子仮説による光の粒子と波動の二重性、アインシュタインの固体比熱理論、零点エネルギー、半古典型のシュレディンガー方程式、ボーズ=アインシュタイン凝縮などを提唱した業績などにより、世界的に知られている偉人である。 「20世紀最高の物理学者」や「現代物理学の父」等と評され、それまでの物理学の認識を根本から変えるという偉業を成し遂げた。(光量子仮説に基づく光電効果の理論的解明によって)1921年のノーベル物理学賞を受賞。.

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アインシュタイン=ポドルスキー=ローゼンのパラドックス

アインシュタイン=ポドルスキー=ローゼンのパラドックス(頭文字をとってEPRパラドックスとも呼ばれる)は、量子力学の量子もつれ状態が局所性を(ある意味で)破るので、相対性理論と両立しないのではないかというパラドックスである。アルベルト・アインシュタイン、ボリス・ポドルスキー、ネイサン・ローゼンらの思考実験にちなむ。 EPRパラドックスが発表された当時は、アインシュタインらは局所実在論の立場を取っていたため、量子論が実在論的に完全でない結果を与えることを「パラドックス」であるとした。しかし、ベルの不等式の検証(1982年)などにより、量子論では局所実在論が破綻することが明らかになっており、非局所的な量子もつれ状態はEPR相関と呼ばれている。.

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アイザック・アシモフ

アイザック・アシモフ(Isaac Asimov、1920年1月2日 – 1992年4月6日)は、アメリカの作家、生化学者(ボストン大学教授)である。その著作は500冊以上を数える。彼が扱うテーマは科学、言語、歴史、聖書など多岐にわたり、デューイ十進分類法の10ある主要カテゴリのうち9つにわたるが唯一の例外は1類「哲学および心理学」である。ただし、1類に分類される The Humanist Way の序文を執筆している。、特にSF、一般向け科学解説書、推理小説によってよく知られている。 日本語では「アシモフ」と「アジモフ」などの片仮名表記があり、前者での表記が一般的であるが、本人が望んでいた読みは後者の発音に比較的近いであるAsimov の発音については自伝に has-him-of のエピソードが掲載されている。『アシモフ自伝I』 上巻31頁には、has, him, of の3つの簡単な英単語から2つの h を抜くと Asimov の発音になるという記述がある。さらに同書30頁には Asimov の s は発音としては z である旨の記述もある。これらより、本人が考えている発音をカタカナで表記すると アジモヴ の方がより近いと考えられる。しかし日本語において著者名としてアジモヴあるいはアジモブという表記をとっている書籍は国立国会図書館にはない。アシモフ自身が日本語仮名表記で「アジモフ」の表記を要求した事実はなく、日本ではアシモフの著作が紹介された当初から「アシモフ」の表記が定着している。。 ジュブナイル作品ではポール・フレンチという筆名を用いた。1942年発表のSF短編 Time Pussy では George E. Dale という筆名を用いた。1971年の著書 The Sensuous Dirty Old Man では Dr.

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ジェラルド・ファインバーグ

ジェラルド・ファインバーグ(Gerald Feinberg、1933年5月27日 - 1992年4月21日)は、アメリカ合衆国の物理学者。コロンビア大学教授。 1967年、特殊相対性理論を拡張して、「あらかじめ光速を越えており、どんなに減速しても光速より遅く動けない粒子」が存在しうることを論証し、それをタキオンと命名した。 1974年、『フィジカル・レビュー』誌に論文「超光速微粒子の可能性について」として発表した。 Category:アメリカ合衆国の物理学者 Category:コロンビア大学の教員 Category:1933年生 Category:1992年没.

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スペースオペラ

ペースオペラ(space opera)は、サイエンス・フィクション (SF) のサブジャンルの一つで、主に(あるいは全体が)宇宙空間で繰り広げられる騎士道物語的な宇宙活劇のことで、しばしばメロドラマ的要素が入っている。基本的な定型は、逞しいヒーローが超光速の宇宙船に乗り光線銃を撃ちまくってベム・異星人・マッドサイエンティストなどを退治し、囚われの美女を救出するというものである。スペオペと略されることもある。 この呼び名は、質の悪いSFの蔑称として使われることがある一方、SFのジャンル名として使われる場合もある。.

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タイムマシン

タイムマシン(Time Machine)とは、時間の流れを超えて未来や過去へ旅するための架空の機械である。.

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タキオン

タキオン(tachyon)は、超光速で動くと仮定されている粒子である。タキオンの存在は特殊相対性理論に反しないが、場の理論において否定的であり、現在においても存在は確認されていない。語源はギリシャ語の「ταχύς(速い)」に由来する。 SF作品中で超光速通信の手段として用いられたり、疑似科学の世界でタキオングッズとして「製品化」されたりしている。.

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サイエンス・フィクション

宇宙戦争』のイラストレーション。Henrique Alvim Corr画(1906年) SF漫画雑誌『プラネット・コミックス』 サイエンス・フィクション(Science Fiction、略語:SF、Sci-Fi、エスエフ)は、科学的な空想にもとづいたフィクションの総称。メディアによりSF小説、SF漫画、SF映画、SFアニメなどとも分類される。日本では科学小説、空想科学小説とも訳されている(詳細は呼称を参照)。.

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先進波

先進波(せんしんは、advancing wave)とは、マクスウェルの電磁方程式から算出される通常とは逆向きに進む波のことである。先行波ともいう。.

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光速

光速(こうそく、speed of light)、あるいは光速度(こうそくど)とは、光が伝播する速さのことであるニュートン (2011-12)、pp. 24–25.。真空中における光速の値は (≒30万キロメートル毎秒)と定義されている。つまり、太陽から地球まで約8分20秒(8分19秒とする場合もある)、月から地球は、2秒もかからない。俗に「1秒間に地球を7回半回ることができる速さ」とも表現される。 光速は宇宙における最大速度であり、物理学において時間と空間の基準となる特別な意味を持つ値でもある。 現代の国際単位系では長さの単位メートルは光速と秒により定義されている。光速度は電磁波の伝播速度でもあり、マクスウェルの方程式で媒質を真空にすると光速が一定となるということが相対性理論の根本原理になっている。 重力作用も光速で伝播することが相対性理論で予言され、2002年に観測により確認された。.

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因果性

ここでは因果性(いんがせい、)について解説する。.

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相対性理論

一般相対性理論によって記述される、2次元空間と時間の作る曲面。地球の質量によって空間が歪むとして記述して、重力を特殊相対性理論に取り入れる。実際の空間は3次元であることに注意すべし。 相対性理論(そうたいせいりろん、Relativitätstheorie, theory of relativity)または相対論は特殊相対性理論と一般相対性理論の総称である。量子論に対し古典論に分類される物理の分野としては、物理史的には最後の「大物」であった。量子力学と並び、いわゆる現代物理の基本的な理論である。 特殊と一般の、いずれもアルベルト・アインシュタインにより記述された。まず、等速運動する慣性系の間において物理法則は互いに不変であるはずという原理(相対性原理)と光速度不変の原理から導かれたのが、特殊相対性理論である(1905年)。特殊相対性理論は、時間と空間に関する相互間の変換が、相対速度が光速に近づくと、従来のいわゆる「ニュートン時空」的に信じられていたガリレイ変換の結果とは違ったものになること、そういった場合にはローレンツ変換が正しい変換であることを示した(「ミンコフスキー時空」)。 続いて、等価原理により加速度によるいわゆる「見かけの重力」と重力場を「等価」として、慣性系以外にも一般化したのが一般相対性理論である(1915〜1916年)。.

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超光速航法

超光速航法(ちょうこうそくこうほう)は、SFなどに見られる架空の航法であり、宇宙船が光速を超える速さで航行するための技術。 相対性理論によると、物体の相対論的質量は速度が上がるにしたがって増加し、光速において無限大となる。このため、単純に加速を続けるだけでは光速に達することも、光速を超えることもできない。宇宙を縦横無尽に駆け回るSF(とくにスペースオペラ)の恒星船ではこのままだと都合が悪いので、さまざまな架空理論にもとづく超光速航法が考えられている。ハードSFでは、最先端の物理学の仮説を利用して相対論の枠内でブラックホールを利用することにより、超光速を使わずに空間移動する方法や超空間での移動を用いる。 また、SFの設定では、超光速航法の関連技術を使って超光速通信も行われているとすることがある。そうでない場合、通信よりも超光速宇宙船で移動するほうが先に届くため、「通信宇宙船」を設定することがある。 逆に相対性理論を厳密に適用し、宇宙船の速度が光速を越えないSFも多く存在する。.

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量子力学

量子力学(りょうしりきがく、quantum mechanics)は、一般相対性理論と同じく現代物理学の根幹を成す理論として知られ、主として分子や原子、あるいはそれを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する力学である。 量子力学自身は前述のミクロな系における力学を記述する理論だが、取り扱う系をそうしたミクロな系の集まりとして解析することによって、ニュートン力学に代表される古典論では説明が困難であった巨視的な現象についても記述することができる。たとえば量子統計力学はそのような応用例の一つである。従って、生物や宇宙のようなあらゆる自然現象もその記述の対象となり得る。 代表的な量子力学の理論として、エルヴィン・シュレーディンガーによって創始された、シュレーディンガー方程式を基礎に置く波動力学と、ヴェルナー・ハイゼンベルク、マックス・ボルン、パスクアル・ヨルダンらによって構成された、ハイゼンベルクの運動方程式を基礎に置く行列力学がある。ただしこの二つは数学的に等価である。 基礎科学として重要で、現代の様々な科学や技術に必須な分野である。 たとえば科学分野について、太陽表面の黒点が磁石になっている現象は、量子力学によって初めて解明された。 技術分野について、半導体を利用する電子機器の設計など、微細な領域に関するテクノロジーのほとんどは量子力学を基礎として成り立っている。そのため量子力学の適用範囲の広さと現代生活への影響の大きさは非常に大きなものとなっている。一例として、パソコンや携帯電話、レーザーの発振器などは量子力学の応用で開発されている。工学において、電子工学や超伝導は量子力学を基礎として展開している。.

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電磁波

電磁波(でんじは )は、空間の電場と磁場の変化によって形成される波(波動)である。いわゆる光(赤外線、可視光線、紫外線)や電波は電磁波の一種である。電磁放射()とも呼ばれる。現代科学において電磁波は波と粒子の性質を持つとされ、波長の違いにより様々な呼称や性質を持つ。通信から医療に至るまで数多くの分野で用いられている。 電磁波は波であるので、散乱や屈折、反射、また回折や干渉などの現象を起こし、 波長によって様々な性質を示す。このことは特に観測技術で利用されている。 微視的には、電磁波は光子と呼ばれる量子力学的な粒子であり、物体が何らかの方法でエネルギーを失うと、それが光子として放出される。また、光子を吸収することで物体はエネルギーを得る。.

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電波

ムネイル 電波(でんぱ)とは、電磁波のうち光より周波数が低い(言い換えれば波長の長い)ものを指す。光としての性質を備える電磁波のうち最も周波数の低いものを赤外線(又は遠赤外線)と呼ぶが、それよりも周波数が低い。.

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通信

通信(つうしん)とは、情報の伝達を意味する言葉である。有史以前から徐々に発展し、近代における様々なそして急激な技術的発展によって、より多様で利便性の高い、大衆的なものに発展してきた。.

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