2011年12月09日

◆ 重力質量と慣性質量(重力・ヒッグス粒子)

 重力質量と慣性質量は、等価である。なぜか? ヒッグス粒子と超球理論から、その理由がわかる。 ──
   
 重力質量と慣性質量は、等価である。これは物理学の世界では、常識だ。
 しかるに、その理由は、現代物理学では不明である。Wikipedia から引用しよう。
 なぜ慣性質量と重力質量が同じ値をとるのかという理由は、現在でも皆目判っていない。慣性質量が生じる仕組みについてはヒッグス粒子によるヒッグス機構が唱えられているが、これは重力質量にはあてはまらない。
 同様に、次の説明もある。
「(重量が)重いものは動かすのも重い。」
 これはとても当たり前なことのようで、実は全く不思議なことなのだ。重力が強く働く物体は、どうして動かしにくくなければならないのだ。動かしにくさと重力の間に何の関わりがあるというのだ?
( → 出典
 このように、謎となっている。「ヒッグス粒子は質量の起源だ」なんていう話題で物理学者たちは大騒ぎしているが、肝心のこと(上記のような二種類の質量の等価性)については、何もわかっていないのだ。もちろん、いわゆる統一理論であれ、大統一理論であれ、まったくわかっていない。

 ──

 しかしながら、超球理論を使うと、この問題に解決が付きそうだ。前項 では、こう述べた。
 重力質量と慣性質量が同じであることには、ヒッグス粒子が関係しているかもしれない。重力場では、ヒッグス粒子が重力源に吸い込まれているのかもしれない。
 この発想に従えば、二つの質量の等価性は説明可能だ。次のように。

  ・ 宇宙は、無ではなく、超球の場(複素エーテルの場)である。
  ・ 量子の運動とは、粒子の運動ではなく、超球の波の伝播である。
    (……以上の2点は、超球理論の原理。さらに以下が追加される。)
  ・ 重力場とは、ヒッグス粒子のヒッグス場である。
  ・ 重力場では、ヒッグス粒子が重力源に吸い込まれている。
  ・ その吸い込まれ方は、一定の加速度が付いている。
  ・ 静止した物体には、加速したヒッグス粒子がぶつかる。その力が重力だ。
  ・ 自由落下する物体には、ヒッグス粒子がぶつからないので、重力がかからない。

 ──
  
 図示すると、次のような感じ。
 
 (1)
 物体  が静止していれば、物体はヒッグス粒子にぶつからない。
  

     ・     ・    ・     ・     ・

         
 物体  が(右に)加速すると、物体はヒッグス粒子に(右から左へ)次々とぶつかる。物体から見ると、ヒッグス粒子は次のような感じで見える。

   ・       ・    ・    ・   ・ ・・

       ←            ←    ←  ← ←


 こうしてヒッグス粒子がぶつかることで、慣性質量が発生する。

 (2)
 左に重力源があって、ヒッグス粒子()は、加速しながら落下する。

   ・       ・     ・    ・   ・ ・・

       ←      ←     ←    ←  ← ←


 物体  が途中にあると、そこにヒッグス粒子が次々とぶつかる。

   ・       ・    ・    ・   ・ ・・

       ←      ←     ←    ←  ← ←


 この図は、(1) の図と同様である。こうしてヒッグス粒子がぶつかることで、重力質量が発生する。

     ※ 同様のことは、超球理論の説明でも述べた。

 (3)
 自由落下の場合はどうか?
 物体  がヒッグス粒子といっしょに自由落下すると、その物体にヒッグス粒子はぶつからない。

   ■       ■     ■    ■   ■ ■■

   ・       ・     ・    ・   ・ ・・

       ←      ←     ←    ←  ← ←


 なお、「自由落下する物体には重力がかからない」という原理は、一般相対性理論の原理と同じだ。それと同じことを、超球理論では超球のモデルを使って説明している。特に、超球としては、ヒッグス粒子を用いている。

 ──

 こうして、超球理論によって、重力場の説明がなされた。また、重力質量と慣性質量の等価性も、説明されたことになる。



 【 関連サイト 】

 重力がいかにして発現するか、ということは、すでに超球理論で説明済みだ。
  → 超球と超ヒモ



  【 補説 】
 参考となる話を述べる。(特に読まなくていい。面倒なので。)

 すぐ上のページでは、本項とは逆に、次のような図で説明している。(超球の密度)

     ◯◯ ◯ ◯  ◯   ◯     ◯


 つまり、左にある重力源に近いほど、超球の密度が高い。
 これは、本項の説明と、矛盾するだろうか? いや、矛盾しない。

 本項で述べたことは、加速度運動の図であるから、その加速の度合いはかなり大きい。地球上のような、ほぼ均等の重力場であっても、物体は次々と加速していく。その変動量はとても大きい。
 一方、重力場における超球の密度は、あまり差はない。その差は、重力レンズによって光を曲げる程度の差であるから、通常はほとんど観測されない程度の差だ。(地球上では光は重力で曲がるが、ごく微量でしかない。)
 超球理論における「超球の密度」の図は、ごく誇張されたものだ。
 実際には、地球上のような空間では、

     ◯◯ ◯ ◯  ◯   ◯     ◯


 のようにはならず、

     ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯

 
 のようになる。つまり、超球の密度は、ほぼ均等である。あまりにも差が小さいので。
( ※ 密度の差がわかるのは、ブラックホールのような巨大な重力源を、遠くの位置から見た場合だけだ。つまり、光が重力で曲がるのを観測できるような場合だけだ。)
  
 ただ、たとえ少しであれ、空間の密度が変化すると、そのことで、重力が働く(ヒッグス粒子の落下が起こる)と言えそうだ。このことについては、今はまだ詳しく言及できない。

 《 注記 》

 重力場に落ち込む粒子の間隔が開いていると、密度が低くなったと思えるかもしれないが、そうではない。たとえば、鉄球を空から落とす。鉄球を一つだけでなくいくつも落とす。1秒ごとに、次々と。この鉄球たちは、最初のころは間隔が狭いが、落下するにつれて速度が上がるので、下まで来たころには間隔がひろがっている。鉄球同士の密度はひろがっている。しかしながら、空間の密度そのものは、何も変化していない。
 同様に、落下するヒッグス粒子の密度と、超球の密度とは、別のことである。
 ただ、重力の働く過程については、既存の記述のように「超球の密度」だけで説明するより、「ヒッグス粒子の密度」で説明する本項の方が、妥当であるようだ。既存の記述は書き改める必要があるかもしれない。
posted by 管理人 at 21:45| Comment(5) | 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
(1) の部分が抜けていたので、加筆しました。

 最後に 《 注記 》 を加筆しました。

 タイムスタンプは上記 ↑
Posted by 管理人 at 2011年12月10日 09:12
こんにちは。
ヒッグス粒子のことを理解したくていろいろ素人本を読み漁りましたが、慣性質量の発生はヒッグス粒子の抵抗?という説明が多かった気がします。そこで質問です。無重力状態で物体が慣性力で移動しているとします。もし、ヒッグス粒子が抵抗?というイメージでとらえるなら、その慣性移動している物質は次第に減速するイメージをもってしまいますが、これを説明する文章があまりないので、ご存じならお教えいただきたく。
Posted by simada at 2012年07月01日 17:06
サイト内検索すればわかります。左の検索欄で
 「ヒッグス 等速」
をググってください。
Posted by 管理人 at 2012年07月01日 17:44
素人の勘ですが、超球とヒッグス粒子はイコールなものだと思います。ただ超球理論で不明な点は、星の中心部に向かって、重力場を発生させた超球等は、その後衝突して、エネルギー等に変換された後、再び超球などに戻ることが考えられなければ宇宙全体のバランスがくずれるとおもいます。ここがどうしても分からないのです。教えてください。
Posted by 岡崎 司 at 2012年07月26日 14:59
超球というのは、真空中の複素エーテルのことなので、ヒッグス粒子とは全然違います。複素エーテルが粒子の形になったとき、電子や中間子などの、さまざまな粒子になります。(ヒッグス粒子になることもあるでしょう。)
 星は粒子の塊です。それを考えるときには、いちいち超球を考える必要はない。そこは真空ではないから。
 星が爆発して消滅するときになったら、真空が現れるので、そのときには超球として扱うこともできます。それまでは超球の出番はない。
Posted by 管理人 at 2012年07月26日 19:12
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