相対性理論を学びたい人のために

まだ一度も相対性理論を勉強したことのない人は、何か一冊相対性理論の本を読みかじってみて、なぜこんなことが?という、疑問を持ってからこのブログに来てください。

統一理論への古典論的試み

 現在2006年6月26日21時21分です。

 今日は、突然だが、私の論文を発表しよう。これ以上私がこのアイディアを持っていても、発展させられないことが分かった。不完全だが、発表して、みんなに批判してもらいたいと思う。

 

 統一理論への古典論的試み

 松田 太郎

 放送大学

 

     要約

 今まで物理学で万有引力と考えられてきた力が、実は電気的な力によるものだ、と考える理論です。これにより重力と電気力の統一を果たそうとする、試みです。

 

     1 新しい仮説

 今まで電荷のもつ電気量というものは、その電荷の運動に対して不変であると考えられてきました。

 これに対し私は、電荷に対し静止している観測者から見て、q[C]の電気量を持っていた電荷は、電荷に対し速さvで相対運動している観測者には、

  q
──────────[C]
√(1-v/c

の電気量を持つように観測される、という仮説を提出します。

 

 

      2 最も簡単な場合の計算

 この仮説により、一番簡単な原子である水素原子の間に、引力が働くことを示します。

 図1のように2つの水素原子核が静止していて、その周りを同じ平面内で、同じ位相で速さvで電子がまわっている状態を考えます。

二つの原子核

 

 

 

図1 二つの原子核

 

 この時、2つの原子間の距離をrとすると、2つの原子核の間には

 

  e
─────
4πε

 

の斥力が働きます。同様に2つの電子間にも、同じ大きさの斥力が働きます。電子同士はお互い相対運動していないからです。

 一方、片方の原子核と、他方の電子の間には、

 

      e
───────────────
4πε√(1-v/c

 

の引力が働きます。互いに速さvで相対運動しているからです。

 またもう一組の原子核と電子の間にも、同じだけの引力が働きます。(図2参照)

 

原子間の斥力と引力

  

 

図2 原子間の斥力と引力

 

 これらを合計すると、

 

 

 e
─────{-2+2/√(1-v/c)}
4πε

 

 

となります。

 

              

              v
√(1-v/c)≒1+─────
              2c

 

という近似を用いると、

 

 e
───────
4πε

 

の引力が働くことになります。距離の2乗に反比例する力なので、これが万有引力と呼ばれるものなのではないかと考えられます。

 

 

 

    3 位相がずれている場合の計算

 

 前セクションでは、電子の回転する位相が同じであると仮定しました。このセクションでは、位相がずれている場合を考察します。まず位相が、πずれている場合を考えてみましょう。(図3参照)

 

 

位相がπずれている場合

 

 

 

図3 位相がπずれている場合

 

 

 原子核同士、および原子核と電子の間に働く力は、前の場合と同じです。

 一方、2つの電子は、互いに速さ2vで相対運動しているので、

 

       e
──────────────────
4πε√{1-(2v)/c

 

の斥力が働きます。前回と同様これらをたし合わせて、近似を用いると、

 

   e
- ───────
  4πε

 

となり斥力です。

 では位相が色々にずれているときの平均を考えましょう。

 

電子の相対速度U

 

 

 

 

 

図4 電子の相対速度U

 

 図4のように、電子の相対速度をUとして、その平均を考えます。

 

      Σ 各U
Uの平均=─────
       個数

 

        θ
U=2vsin───
        2

 

      Σ 各U・vdθ
Uの平均=──────────
        円周

 

   π        θ
 2∫  2vsin───vdθ
   0       2
=───────────────
       2πv

 

 4v
=───
  π

 

 これが観測される平均の相対速度になります。

 よって位相が一様にずれているものの混じった、水素原子同士には、平均として、

 

 e2       
───────(1-───)

4πε2     π

 

の力が働きます。

    
(1-──)≒0.1894

    π

ですから引力です。

 

 

 

   4 電子の速度vを求める

 以上より位相がまちまちの水素原子同士には、平均として引力が働きます。この引力から万有引力として知られている原子間の引力を計算して、vを求めてみましょう。

 

  m   e2            
G・───=──────・0.1894・──

  r   4πε2          

 

に各定数を代入して、vを求めると

v=6.19×10-10m/s

という非常に小さな値が得られます。これが何を意味するのかは、まだ私には分かりません。

 

 

   5 結論

 

 位相がπずれている原子間には斥力が働くことを考えると、宇宙の初期、色々な位相のものが混じっていた時は、互いに退け合い、ビッグバンが起こった。その後、位相の揃ったもの同士が引きつけ合い、今の宇宙の形になったものと考えられます。

 こうすれば、近くにあるもの同士の間には、常に、万有引力が働くことが説明できます。

 ただし、宇宙の遠くから来た光子も、太陽のそばで太陽に引きつけられることを考えると、万有引力はやはりあるのではないかとも考えられます。

 しかし、この万有引力というものはないという理論の正しさではなく、重要性に気付き、これを量子力学と結びつけてくれる人が現れてくれることを、私は願っています。

 

             2004年8月22日3時31分

 

 

 論文は以上です。統計力学によれば、陽子よりも電子の方が遙かに高速で運動しているので、運動により電荷が変わるとすると、物質は、すべて、マイナスに帯電していることになるはずじゃないか、というような、当たり前の反論でも構いません。私のこの論文に、どんどんコメントを付けて下さい。今の私には、自分でこれ以上どうすることもできないので。

 現在2006年6月26日23時23分です。おしまい。