2008年11月28日

◆ 反物質の謎

 宇宙には、物質ばかりがあり 反物質がない。それはなぜか? 
 その謎に答える。(仮説) ──

 宇宙には、物質ばかりがあり、反物質はほとんどない。このアンバランスはどこに由来するのか? これが現代物理学の謎となっている。この謎に、きちんと答えよう。(仮説だが。)
 それは、こうだ。──われわれが「物質」だと思っている「電子」は、いわば「反物質」(反粒子)のようなものに相当するのだ。……電子は電荷が負である。その負の電荷の総量は、正の電荷の総量にほぼ等しい。電子を「反物質」(反粒子)のようなものと見なせば、冒頭の問題は解決する。

 ──

 まずは、謎について説明しよう。これは、既存の物理学の話題であるから、引用すればいい。

 【 引用1 】(朝日新聞)
 小林誠さんは・小林・益川理論について語った。
 「私たちが提案した理論は、実験室で起こる現象については説明できる。でも、宇宙はなぜ物質からできていて反物質がないのかという問題には、まだ答えを出し切れていない」
(朝日・朝刊 2008-11-28 )

 【 引用2 】(朝日コム)
 「実験室で見つかっているようなCPの破れは、いまの理論で矛盾なく説明できます。でも宇宙の物質・反物質の問題はそれだけで説明できない。いまの理論では破れ方が足りない。別の粒子があって、そこでもCPが破れていないと宇宙は説明できない。その候補がニュートリノ。今、それを明らかにする実験が始まろうとしている。」
( ※ ノーベル物理学賞の小林誠氏の言葉。 → 出典


 ──

 つまり、宇宙には、物質ばかりがあり反物質がない。それはなぜか? ……という謎がある。
 その謎に、私は上で簡単に答えた。次のように。──電子は電荷が負である。その負の電荷の総量は、正の電荷の総量にほぼ等しい。電子を「反物質」(反粒子)のようなものと見なせば、冒頭の問題は解決する。

 ただ、「反物質」(反粒子)のようなもの、というのは、「反物質」(反粒子)そのものではない。それは「逆物質」(逆粒子)と呼ぶべきものだ。……このあたり、少し事情が込み入っていて、わかりにくいかもしれない。そこで、以下では詳しく説明しよう。
 つまり、こうだ。

 (1) 原始の宇宙は、正でも負でもないような「未決定」状態の量子(超球)に満ちていた。( 灰色  状態)
 (2) 超球が回転を止めて、質量のある「粒子」の状態になった。( 白または黒の状態。  ○ or ● )
 (3) ここで、バリオンとレプトンとで、アンバランスさ(対称性の破れ)が起こった。バリオンは正に荷電し、レプトンのうちの電子は負に荷電した。前者を「正粒子」と呼び、後者を「逆粒子」と呼ぼう。
 (4) 「正粒子」と「逆粒子」は、電荷の意味ではバランスが取れているのだが、質量の意味ではバランスが取れていない。(重要!)……つまり、電荷の意味では全体として対称性が成立しているが、質量の意味では全体として対称性が成立していない。
 (5) この宇宙には、「正粒子」と「逆粒子」が存在する。そこにある対称性は、(4) の意味の対称性だ。完全な対称性でもないし、完全な非対称性でもない。大きな意味(電荷)では対称性が成立しているが、小さな意味(質量)では対称性が成立していない。
 (6) 人類は、「正粒子」と「逆粒子」とを対称的な存在とは見なさなかった。「正粒子」と「逆粒子」をひっくるめて「物質」と呼んだ。それはいわば、白と黒をひっくるめて、「プラス」と呼ぶような命名法である。
 (7) この (6) の命名法では、「宇宙はすべて物質ばかり(プラスばかり)だ」という結論になった。事実ではなく命名法によって、宇宙に非対称性が生じた。
 (8) 「なぜ宇宙には、物質ばかりがあり反物質がないのか」という謎が残った。無意味な謎が。言葉の上だけにある謎が。

 ──

 比喩的に言おう。
 この世界には、男と女とがほぼ半々にいる。男と女とを見ると、男女の対称性がほぼ成立する。ただ、男女の数は、わずかにズレがある。そのズレは、「男女の対称性の破れ」で説明が付いた。
 さて。ここに物理学者が登場した。物理学者は、男と女をひっくるめて「人間」と呼ぶことにした。すると、次の謎が生じた。
 「われわれはどうして、人間ばかりなのか? なぜ『反人間』が存在しないのか? ここにはきっと、『人間と反人間』との対称性の破れがあるからだろう。それを探ることが、物理学の課題だ」
 「本来ならば、『人間と反人間』との対称性ゆえに、人間と反人間とは半々で生じたはずだ。なのに、『人間と反人間』との対称性の破れゆえに、この世では人間ばかりが生じるようになった。『人間と反人間』との対称性の破れの理由を知ったとき、われわれは世界の真実を知るはずだ」
 物理学者は気づかなかったのである。その対称性は、自然に由来するのではなく、彼の言葉遣いに由来するのだ、と。
 本当は、よく見れば、自然界には「男女の対称性」が成立する。なのに、男女をひっくるめて同種のものだと認識したから(変に誤認したから)、「『人間と反人間』との対称性の破れ」という変な概念が生じたのだ。そしてそこから、無意味な謎が生じたのだ。言葉の上だけにある謎として。

 ──

 電子はもともと、負の荷電粒子であり、普通の物質とは対称的な存在なのだ。その意味で、広い意味での「対称性」は、この宇宙にまさしく成立する。

 ──

 以上が、私の仮説だ。

( ※ この仮説のポイントは、いくつかある。だが、根底にあるのは、「宇宙は対称的なものだ」という発想だ。その意味で、「宇宙は非対称である。なぜ宇宙は非対称か」という発想とは、反対のものだ。根源的な認識が、普通の物理学者の発想とは異なっている。非対称を前提として非対称を説明するのではなく、対称を前提として対称を説明する。)



 [ 付記 ]
 以上は、仮説としての結論である。
 ただし、この結論が出るまでには、長い道筋が必要となる。特に、(4) で「重要」と述べた事柄がある。これについては、まだ示していない。
 これらのことについては、より根源的な原理から、詳しく説明する予定。将来的に、あとでまた詳しく書く予定。
posted by 管理人 at 17:57| Comment(6) | 物理・天文 | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
人類が反物質ということを言い出したのはそれほど古いことではありません。ディラックが彼の方程式の解を説明するために、変なことを言い出したからです。
管理人さんの説では、ディラックの相対論的波動方程式は、どう解釈されますか?

それと、電子と同じ質量で電化だけ反対符号を持つ反電子という粒子が見つかっていますか、
これは、どう説明されますか。
Posted by P.M.A.D at 2008年11月29日 18:56
> ディラックの相対論的波動方程式は、どう解釈されますか?

これは、話が面倒だし、特に言及するべきこともありません。(実を言うと、ディラックの理論については、まだよくわかっていないこともある。すべてが解明されたというわけでもない。)

> 電子と同じ質量で電化だけ反対符号を持つ反電子という粒子が見つかっていますか、これは、どう説明されますか。

陽電子ですね。これは、文中では説明しませんでしたが、「反・逆粒子」となります。逆粒子の反粒子。電荷は普通の粒子と同じ(プラス)ですが、この世界にはほとんど存在しないという意味では反粒子の仲間だと見なされます。

ちょっと混乱しがちに思えるかもしれませんが、順序を立てて論理的に考えれば、別に不思議でも何でもありません。
Posted by 管理人 at 2008年11月29日 19:13
ご教示ありがとうございます。
blogの本文からすると、空孔理論の空孔は陽子だと考えておられるのだと思ったのですが、そうではなかったのですね。

反粒子、逆粒子は陽子を衝として、
陽子→[反粒子]→反陽子
 ↓         ↑
[逆粒子]     [逆粒子]
 ↓         ↑
電子→[反粒子]→反電子
というイメージでいいですね。
Posted by P.M.A.D at 2008年12月01日 22:40
そうです。
ただし右側の

 [逆粒子]

という箇所は、私の用語では、矢印の方向が逆です。定義しだいですが、私の用語では、反電子は、「反・逆粒子」ということにしているので、方向は逆にして考えてみてください。
Posted by 管理人 at 2008年12月01日 23:27
はじめまして
カシミールで検索してメインサイトに辿りついたものです
すごく整理して書かれていてすごいなぁと思いました、自分の解釈も基本的に同じような理解をしていて共感しました。
残る課題に投稿する見出しがなかったのでディラック関係の話題に書き込んでみました。残る課題なのでこれからの話につっこむのは無粋だとは思ったのですがお許し下さい
残る課題1にある「電媒となるならない」についてちょっとした疑問がわいたので質問させて下さい。
本論でも電媒となるのではないでしょうか?(テーマがディラックとの違いの説明なのでずれるから割愛してあるのかもしれないですね)
また補足として、逆に、電気磁場のほうが真空にある物質の媒体だったまたはエネルギーそのものという考え方を使ってはどうでしょうか?
最後に、プラズマ宇宙理論についての考察はされてませんか?
多岐にわたる他の分野への考察もこれから読んでみたいと思います
Posted by kirazu at 2009年04月23日 17:20
>電子はもともと、負の荷電粒子であり、普通の物質とは対称的な存在なのだ。

ってことは、電荷的に対称で物質的に非対称な存在が反物質で、両方対称な粒子が反粒子でよろしいのでは?

宇宙に反物質がない理由などないので、陽子と電子がほぼ同じで、宇宙の電荷保存則が成り立っている。
その陽子と電子が結合したのが原子で電荷は中和している。

万有引力定数=陽子群と原子群の表面積比の構造係数

では、いかがですか?
Posted by ひゃま at 2018年08月13日 14:48
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