重力の謎

前ブログで、「引力」に地球などの自転の遠心力を加味したのが「重力」というのを説明しました。
厳密に言えば違いますが、ここでは同じとみなして話を進めます。

ニュートンの登場

「引力」に気がついたのは、かのニュートンです。
ニュートンは、万有は引っ張りあっていると思いつき、
全てのものは引力で引っ張りあっているという結論に達したのでした。
だから、
地球は月を引っ張る!「万有引力」。
地球は林檎を引っ張る!「万有引力」。
ってところまでは、まあまあよかったのですが、
力は「作用反作用」という原理があるので、
月は地球を引っ張る!「万有引力」。
林檎は地球を引っ張る!「万有引力」。
ということで、2体(地球と月)は宇宙空間で、
次第に両方動いてくっついてしまうという現象が起きることになってしまった。
さらに、「引力」自体がどうして発生するのかという根本的な原因は、
ニュートンは説明できずに亡くなってしまいました。

アインシュタインの登場

300年くらい経って、アインシュタインが登場しました。
アインシュタインは、光速度一定の原理から「特殊相対性理論」を確立しました。
10年後に時間と空間を合わせた時空という概念を創作し「一般相対性理論」確立しました。
簡単にいうと、時間と空間は相対的なもので、質量(重量とは異なりますが、何の影響も受けない本質的な重さのことです。概念的には重量と思ってOKです)によって、時空が歪むということです。
その時空の歪みこそが「重力」の原因ということです。
天体は、その歪みに沿って落ちていく。
よく見るイメージ図はこんなのです。

一般相対性理論をも脅かす?】ついに人間が重力をコントロール ...
NASAの画像を借りました

まあ、地球の質量程度では、時空の歪みはほんの少しですが、
太陽の質量程度になると、時空の歪みがわかるようになります。
時空の歪みに入ると、天体は中心に向かって落ちていくというイメージです。
さらに、アインシュタインは、時空の歪みによる「重力レンズ」を予想しました。

「重力レンズ」が証明されたのは、
見えないはずの天体(たいようの後ろに隠れている天体)が、日食の時に見えた!
ってことで、重力が凸レンズの役割果たした!
ということです。

さらに、「水星の近点移動の誤差」を「時空の歪み」で証明できたことです。
水星軌道は、近点が100年で575秒(1秒は1度の3600分の1)移動することはわかっていました。
原因は、「摂動」(他の惑星の引力による影響)ということになっていました。
厳密に「摂動」の影響を計算した結果、528秒くらいまでは、わかったのですが、
残りの47秒の原因は「摂動」では、説明できませんでした。

そもそも、575秒を観測した人はすごいですが!

その47秒の誤差を、「時空の歪み」で説明できた!ということです。
だから、「時空の歪み」(一般相対性理論)は正しいということになりました。

アインシュタインは他に、「重力波」とか「ブラックホール」などを予想しましたが、
「ブラックホール」は最近、画像を写すことができて話題になりました。
「重力波」については、科学者たちが捉えようと、躍起になっています。

謎について

アインシュタインにより「重力」の原因が解けた!
と思いましたが、もう一度よく考えてみます。

「水星の近点移動の誤差」と「重力レンズ」の原因が、「時空の歪み」でないとしたら、
「一般相対性理論」は、もしかしたら違っているかもしません。

そもそも、近点移動が起れば、楕円軌道でないわけです。
つまり、厳密には「ケプラーの第一法則」は成り立っていないわけです。

「水星の近点移動の誤差」の謎

前ブログで、天体は「ツリー構造」をしています。と結論付けました。
この考え方からすると、そもそも「摂動」は発生しません。
つまり、「水星の近点移動」の原因は、「摂動」以外で説明できなければいけません。
詳しくは、「近点移動」のところで説明しますが、
簡単にいうと、
水星に小惑星が衝突した時に、
水星の質量が変化したことが原因です。

つまり、バネに錘がついているのを想像してみてください。
それを、引っ張って振動させます。
そうすると、上下に錘は振動します。

その錘を重くすれば、ゆっくり振動します。軽くすれば、早く振動します。

この原理を利用すると、
水星が基準軌道を中心に振動していたとします。
これは、見かけ上「楕円軌道」になります。
その水星に小惑星が衝突したとします。
そして、小惑星の一部が水星に残ったとします。
そうすると、水星の質量が増えます。

水星の質量が増えたことによって、振動が遅くなります。
振動が遅くなることによって、
1振動してに戻ってくるまでに時間がかかるわけです。
この遅れが、見かけ上、近点が移動したように見えます。
質量の変化が近点移動の原因です。

とすると、
水星の近点移動の100年575秒はすべて、質量変化が原因と考えられます。
計算した結果は、このブログに書きました。
原理は、このブログに書きました。

参考にしてください。

これが正しければ、「一般相対性理論」の牙城が崩れます。

「重力レンズ」の謎

重力レンズは、光は質量がないから、重力の影響を受けない!
だから、見えないはずの天体がみえる!
っていうのは、時空が歪んでいるからだ!
というのが「一般相対性理論」を使った証明です。

そこで、もしも光がエネルギーだったらどうでしょうか。
アインシュタインの有名な式E = mc2をつかえば、
エネルギーと質量の変換ができます。
光をエネルギーとすれば、質量と同じとみなすことができます。

「動的エネルギー」だけならば、まっすぐ進みますが、
「静的エネルギー」が注入されれば、軌道が変わります。
それが、「重力レンズ」のような働きをしているのではないかと予想します。

質量の大きい天体の「静的エネルギー」は光の軌道を曲げる大きいので、
光が双曲線軌道を描いて、質量の大きな天体を横切ります。
双曲線軌道は、このブログを参照ください。

これは、予想に過ぎませんが、
これが正しければ、「一般相対性理論」の牙城が崩れます。

「重力レンズ」の記事

photo

これらの理由で、「一般相対性理論」ちょっと待てよ!
と思うのでした。

会議に行かなければんらないので、この辺で!!

最近ちょっと宇宙構造

今まで、「静的エネルギー」と「動的エネルギー」は周回天体が保持していることは、
前ブログで述べてきました。
それらのエネルギーの供給元は、「動的エネルギー」は周回天体の速度というのは明確でした。
しかし「静的エネルギー」はやんわりと宇宙空間からって考えていました。

今日、昔の資料を整理していたら、次の図が出てきた

確か2015年くらいに考えていたことだと思うけど、
そういえばこの図を書いたときには、
「位置エネルギー」(高校物理の位置エネルギーとは違う)を考えて、
そこから「静的エネルギー」にエネルギーが供給されたって考えたんだった。
アインシュタインの一般相対性理論の空間の歪みが位置エネルギーを発生させると考えると、
意外にしっくりくる。

位置エネルギーP(a)は、
中心天体と周回天体によって、
質量エネルギー(EM+Em)によって歪んだ宇宙空間の歪みから作られると考えると、
宇宙エネルギー構造(Em(ac/a)=Em(v/c)^2)が納得できる。どうでしょうか。

2022/10/24 追加

その後「位置エネルギー」は「静的エネルギー」という名称にしたのだった。
さらに、アインシュタインの宇宙空間の歪みが重力は違っているという結論に達したのだった。

万有引力はないのでは

最近、コロナが流行り、対応著しく、ブログをしばらく書いていなかった。
仕事は、ラジオ局のディレクターとかレコーディング、ミキシング、マスタリングエンジニアとして
、一応活動しているわけですが。
このところ、ライブ活動ができず、レコーディングを依頼してくるグループが増えている。
といえど、リモートワーキングで、家にいる機会も増えてるわけで、
YouTubeなどを見る機会も増えて、
「フェルマーの最終定理」など見て、
その解き方が気になっているのである。

そんな中で、
「重力」について投稿しているYouTubeもたくさんあり、
ガリレオガリレイのピサの斜塔の実験や、
アインシュタインの「特殊、一般相対性理論」の投稿などをみていた。

簡単にいうと、ニュートンが万有引力を発見し、
アインシュタインが、重力の原理を説明した。
というところで、今に至っている。

しかし、私は、「そもそも重力なんてないんじゃね」という立場。
まして「万有引力」なんてあるはずがない。
というのが信条なのだ。
だから天体の動き、まして万有を「力」で考えると変なことになるのですよ。
と彼らに言いたい。

例えば「三体問題」。
そもそも、引っ張られ、引き合いみたいな力では、おかしいでしょ。
だって、地球が月を引っ張る。
でも月も地球を引っ張る。だから月に引っ張られた地球は、
止まるところを知らない。のだ。さらに、太陽が地球と月を引っ張り、
地球と月が太陽を引っ張る。
もう複雑怪奇な動きにならざるを得ない。
さらに他の惑星が摂動と言って地球や月を引っ張る。
この引っ張り合いでは、まともな軌道を地球や月が進むとは限らない。
というか絶対進まないだろう。

これが、よくあるシミュレーション映像の振り回されて、そのうちぶつかる。
ということになる。

私が、重力に疑いを持っているのは、
前の説明が元になっているのだが、
そもそもバランスしない世の中は、
あり得ないと考えているわけです。

では、私が、振り回されない安定した宇宙をどのように考えているかを、説明したいと思います。

第1法則

「慣性の法則」です。
銀河の子太陽は、銀河の慣性系の中で動いている。
と考えます。
そうすると、太陽は、銀河系の中心が止まって見えるはずです。
そして太陽の子地球は、太陽の慣性系の中で動いている。と考えます。
そうすると、地球から見ると、太陽は止まって見えます。
地球の子月は、地球の慣性系の中で動いていると考えます。
つまり、月から見ると、地球は止まって見えます。
親の慣性系に関わる要素は子に承継されていくのです。
だから、月は地球と月の関係を考えるだけで、他のことを考える必要がなくなるのです。

第2法則

「エネルギーバランス」です。
2つのエネルギーがバランスすることによって、
銀河と太陽、太陽と月、地球と月は何らかのエネルギーによってバランスしていると考えます。
ここで、力でなく、エネルギーで考えることによって、
供給するという動作が可能なります。

つまり親の地球から月に対して、何らかのエネルギーが供給されると考えます。
そうすることによって。
地球は月を力で引っ張る必要がなくなります。
このエネルギを「静的エネルギー」と呼ぶことにした。
これは質量の大きい方から小さい方に供給され、エネルギー量は、距離に反比例します。
つまり2体間の距離が遠いほど、静的エネルギーは小さくなります。
高校物理で習う位置エネルギーとは逆になります。

静的エネルギーは、供給されると、供給した親の方に動かすエネルギーになります。
子が静止してれば、親に向かって落下する。
ということになります。
ここで、子が落下しないためには、反対向きに作用するエネルギーが必要になります。
これを「動的エネルギー」と呼びます。

動的エネルギーは、親に向かって垂直方向、円運動を描くように動くと、発生します。
この2つのエネルギーがバランスする位置に留まろうとします。
これが、猫のチャーが好きな坊さんの座布団です。
つまり、地球に対して、
月は、月の持っている「静的エネルギー」と「動的エネルギー」がバランスする位置に鎮座し、
必ず「円運動」をします。
そして円軌道上は、エネルギーの総和は0になります。
ここが原点となります。
引力で考えると、ゼロになるのは月の遠心力と万有引力で、
地球は月の万有引力しかないので、ゼロになりません。
実は、ニュートンもここは変だなと思っていた節があります。

おいおい、ケプラーやニュートンは楕円軌道を惑星は動くと言ってるぞ。
とおっしゃる方もいらっしゃると思います。
確かにケプラーの第1法則では、惑星は太陽の周りを楕円運動する。
と明言しています。
そして、観測結果と一致します。
そうだろう「ほら!」とおっしゃるかもしれませんが、
なぜ楕円運動するのでしょうか。そこをよく考えると、
円軌道の秘密がわかるかもしれません。

円軌道の秘密。それは楕円軌道がどうして起きているかということを理解しなければなりません。
先ほど、月は「静的エネルギー」「動的エネルギー」のバランスする位置に、
鎮座すると言いました。
そうすると「円運動」になります。とも言いました。
しかし、実際は楕円軌道です。そこで、このような法則を作りました。

第3法則

楕円軌道は「円軌道」と「円軌道を中心とした単振動」の合成。です。
単振動の振幅は等しいので、遠点と近点の丁度真ん中を中心として、単振動します。
そして、何も起こらなければ、「単振動の周期」と「円軌道の周期」は一致します。
このように考えると、単振動と円軌道の周期が変わると何が起こるでしょうか。
そうです。
近点移動が起こります。
これは非常に重要です。
アイシュタインの一般相対性理論が正しいと評価された1つに、
水星の近点移動の誤差を証明できたことにあるからです。
もしも、単振動と円軌道の周期の誤差から近点移動すると、
宇宙空間(時間も考慮した時空)がねじ曲がっていなくても、説明できるからです。
さらに重力がないということになれば、
重力について説明している一般相対性理論は間違っていることになります。
ただし、重力レンズや重力波やGPSの時間の誤差など、
アインシュタインの相対性理論が正しいくないと説明できない事象も多々あるので、
これからの検証が必要だとは思います。

では、なぜ単振動周期がに誤差が出るのでしょうか。
その前になぜ単振動が発生するのかを考えなければなりません。
その大きな原因の一つは、天体同士の衝突であると推測されます。
天体と天体がぶつかると、跳ね飛ばされます。跳ね飛ばさるると、
衝突することによって、衝突エネルギーが、動的的エネルギーに変化し、
静的エネルギーのバランスする位置がズレます。
要するに円軌道位置が変化します。

衝突エネルギーによって、動的エネルギー増えれば、円軌道の半径は大きくなります。
逆のケースは円軌道の半径が小さくなります。
しかし、鎮座する位置は、変化後の円軌道の位置なので、
そこを中心に上下運動します。
要するにバネの単振動と等価です。
実際は変化後の円軌道を描いていますので、
単振動が付加されることにより見かけ上楕円軌道に見えるのです。
しかし、基本的に、単振動は元の位置に戻るので、
円軌道の周期と単振動の周期は一致します。
そこで、この2つの周期が異なるケースを考えてみます。

2つの周期が異なるケース、それは質量の増減です。
質量が増えると、バネ周期が変化します。
この変化が、近日点移動の理由です。
質量が増すとバネ周期が長くなりますので、
進行方向に近日点が動いていき、
質量が減るとバネ周期が短くなりますので、
進行方向とは逆に、近日点が移動していきます。
この法則により近日点の原理が説明できます。

ということは、
アインシュタインの水星の近日点移動の計算結果は偶然当たったのか。
これは、今後研究が進まないと、結論は出ません。
もし、私の定理が正しいと思われる方は、是非とも研究をしていただきたい。

この法則が正しいと、確信したのは。
この法則を使えば、月のエキセントリックな軌道を説明できるからです。
その詳細については、本サイトに掲載してあります。
ぜひ、読んで真偽を確認していただきたいと思います。

ちなみに、月のエキセントリックな軌道に関する、
国立天文台の見解は、太陽と地球の重力によって発生しているという結論でした。

猛暑が続くコロナを避けるべく自宅からリモートでお送りしました。

宇宙構造 爺放談

アインシュタインの宇宙構造

なんと折角作ったブログが消えてしまった!
まあ、いろいろ信じられないことが起きている昨今、
そんなことはクオークくらいなことだな。と自分を慰める。
アインシュタイン先生は、中学生の頃から大好きでいろいろ本を読みました。
まあまあ特殊相対性理論は、まだついていけたのですが、
一般相対性理論は何のことやらでした。
適当な自分の理解としては、特殊相対性理論は、
光速度一定の法則から組み立てた理論で、時間と長さは速度によって変わりますよ。
また、一般相対性理論は、時間と空間できた時空は一体で、
時空は質量によって歪んでいますよ。
水星の近点移動の不明だった43秒や重力レンズの効果が発見されたことで証明され、
また、時間の進みも、原始時計を飛行機に乗せて測ったら、
ごくわずかであるが遅れることが確認できました。
的くらいに思っていれば、曖昧模糊としていますが、
何となく話について行けるかと。
因みに、その時間の遅れは、GPSにも利用されています。
一見正しい感じが漂っています。

ということで、アインシュタインの宇宙構造は、
時空は天体の質量で歪んでいて、その時空の歪みが重力です。ということです。

http://hologamous52.rssing.com/chan-23296583/all_p7.html

ニュートンの宇宙構造

ニュートンは、かの万有引力で宇宙構造を解き明かそうとしました。
ニュートンはプリンキピアの中で、万有引力について書いていますが、
ワープロ(古い!?ワードか)のない時代に、よく手書きで書いたなあと、
理論以上に制作したことに関心します。
さらに、微分積分についても、構築した才能にひれ伏します。
ちなみに、万有引力をりんごの落下する様を見て思いついたのは、都市伝説です。
本当は月を見てらしいです。
これはあくまでも受け売りですが。
本人が亡くなっているので確認できません。
それはさておき、万有引力については、万有と引力の二つ要素があります。
月もりんごも地球に向かって落ちていきますが、
月に向かってりんごは落ちていきません。
これは地球の方が月より重くりんごの近くにあるからといえばそれまでですが。
木星や土星の衛星同士はどうなんだろうか。
万有なのだろうか。
確かに土星の輪においては、
輪の氷通しが引力に引っ張られている様子と言われている映像が残っています。
何かもしその映像が万有引力によるものならば、
もっと複雑な動きを土星の輪はするはずですが、
整然と回っています。
もちろん軌道速度は、内側の方が早く、外側の方が遅いのですが。
もしも、万有引力だとすれば、多体問題が発生します。
それは複雑な引っ張り合いで、そのうち全ての天体が一つになってしまうことになってしまいます。
これは、引力が作用反作用の法則でお互いに引っ張りあってしまい
、中心天体を止めておく力が働かないためです。
このことは、ニュートンも気がついていました。
なのに、なぜ法則を変えなかったのか疑問です。
他には考えつかなかったというのが正解かもしれません。
重力に関しても、その仕組みについて明言していません。
アインシュタインが初めて一般相対性理論で仕組みを明らかにしました。
とはいえ、その曖昧な法則でも、アポロは月へ行って帰ってこれるし、
ニューホライズンは冥王星まで正確に飛んでいけます。
ロケットはニュートンの法則で操作されています。

http://www.buturigaku.net/main01/Mechanics/Mechanics17.html

エンディの宇宙構造

中心天体と周回天体の関係は、
天体間距離の平均距離(以降 基準軌道半径と呼びます)の比と、
その距離上の平均軌道速度の二乗の逆比と同じになります。
つまり、距離が長くなると遅くなり、距離が短くなると早くなります。
全ての天体は本質的に円軌道上を周回し、天体間の距離は円軌道の半径になります。
エンディの宇宙構造では、この距離と速度の比の関係を「宇宙構造」といいます。
これは、ケプラーは、ケプラーの第3法則を使えば簡単に証明できます。
要するに、ケプラーの第3法則の言い換えです。

ケプラーの第1法則は、天体は楕円軌道上を動くと言っています。
エンディの宇宙構造では、楕円軌道は、みかけ上楕円軌道に見えるだけで、

本質は円軌道です。

みかけ上楕円軌道の周回天体の天体間の距離は、
(遠点+近点)の半分が実際の円軌道の天体間の距離になり、
中心は中心天体になります。
すなわち、全ての周回天体の動きは円軌道として見ることができます。
楕円軌道のみかけ上の位置は、円軌道+単振動になりますので、
円軌道に単振動を加味して考える必要があります。

天体が保持している、質量による最大のエネルギーは、
アインシュタインの有名な質量とエネルギーの変換式で算出できます。
これを質量エネルギーと呼びます。
また、エネルギー側から質量を見れば、エネルギーを光速の二乗で割ったものが質量になります。
この質量エネルギーを「宇宙構造」の距離の比と速度の比の両方に掛けた値は同じになります。
これを「宇宙エネルギー構造」と呼びます。
これが基本的な宇宙のエネルギー構造になります。

ここで、

質量エネルギーの基準軌道半径の比を「静的エネルギー」と呼ぶことにします。
周回天体を中心天体に向かって動かすエネルギーになります。

質量エネルギーの軌道速度の二乗の逆比を「動的エネルギー」と呼ぶこと‘にします。
周回天体を中心天体とは反対方向に向かって動かすエネルギーになります。

この二つのエネルギーがバランスする位置(中心天体からの距離)で、
本質的に周回天体は円軌道上を動いていることになります。

本質的と言ったのは、見かけ上は、楕円軌道だからです。
「静的エネルギー」は、中心天体から供給されています。

そして、天体間の距離に反比例してエネルギー供給量が減ります。
「動的エネルギー」についても、天体間の距離に応じて軌道速度の二乗に反比例します。
ここで、動的エネルギー側の軌道速度の比の分母が光速の場合を考えてみます。

そうすると、動的エネルギーは周回天体の質量に軌道速度の二乗を掛けた値になります。
また、「静的エネルギー」に関しては、基準軌道半径の比の分子が、
周回天体の光速時の中心天体からの基準軌道半径になります。

質量エネルギーに光速時の中心天体からの基準軌道半径を掛けた値は一定なので、
任意の距離における静的エネルギーは基準軌道半径に反比例します。

動的エネルギーに関しては、質量に軌道速度の二乗を掛けた単純な式でわかりやすいですが、
静的エネルギーの光速時の基準軌道半径はどうやって求めるのでしょうか。

ここでニュートンの万有引力の公式を積分してエネルギーの式に変換した式を使います。
結果から言うと万有引力定数(一般的にGの記号を使用)を光速の二乗で割った定数、
これを「宇宙エネルギー定数」と呼ぶことにします。

その宇宙エネルギー定数に中心天体と周回天体の質量の和を掛けた値になります。

光速時の基準軌道半径は、シュワルツシルト半径の半分の半径になります。
これは、基準軌道を動く天体と天体から垂直(真上)に打ち上げた場合との違いからです。
シュワルツシルト半径は垂直に打ち上げた時の脱出速度と同じです。
シュワルツシルト半径はアインシュタインの相対性理論から算出しているのですが、
ニュートンの法則から求めたものと偶然同じになったと言うことです。

ここで、重要なことは、脱出するためには、軌道上を動いて、
楕円軌道を脱出する方法と、真上に打ち上げて脱出する方法があると言うことです。

高校の物理で習ったのは後者です。

楕円軌道は遠点と近点の和の半分の距離が基準軌道なので、
上の親軌道に脱出する、
例えば、地球軌道から太陽軌道に移る場合など、
その基準軌道半径が無限大になるエネルギーが必要です。
そのためには、基準軌道の静的エネルギーの2倍のエネルギーが必要になります。
これを「エンディ半径」と呼びます。

真上(進行方向洲直)に打ち上げた場合は、
打ち上げた位置を中心に単振動が起こるので、
その振幅が無限大になるエネルギーが必要ということです。
これは、シュワルトシルツの計算した、
シュワルツシルツ半径で、
実際は、真上に打ち上げると、
単振動したいのに中心天体があるあため、
中心天体に衝突してしまいますが。

これが、エンディの宇宙構造の概要です。