重力の本質

重力の概念

重力は 2 つの粒子間の相互作用であり、2 つの質量を互いに向かって加速させる原動力です。それは材質の特性から生じます。

重力の理解の歴史

万有引力の概念は、万有引力が 2 つの粒子間の力であると信じたニュートンによって初めて提唱されました。質量を持つ物体には相互に引力を与える力、つまり万有引力が働きます。これは、F = GMm / R²という式で表されます。ここで、Rは2つの物体の質量中心間の距離であり、重力の影響は超距離効果です。巨大な物体間のこの引力は、すべての物体の間に存在する力であるだけでなく、この引力の伝達も瞬時に行われます。その後、キャベンディッシュはキャベンディッシュねじり天秤を使って万有引力定数 G を測定し、万有引力の法則を証明しました。しかし、科学が進歩するにつれ、遠隔作用の原因、光速度の上限、水星の歳差運動など、ニュートンの万有引力の概念に矛盾が生じてきました。

理論をより完璧なものにするために、アインシュタインは一般相対性理論という理論的形式で万有引力の概念をさらに改良しました。一般相対性理論では、重力は単に 4 次元時空の幾何学的特性であり、物質の質量による時空の曲率の現れであると信じられています。言い換えれば、重力とは、物質が時空の曲率に及ぼす幾何学的影響を指します。物質と時空の間の重力関係は、アインシュタインの場の式、Rμυ - gμυR/2＝8πGTμυ/c^4 で表されます。この方程式は比較的複雑です。簡単に理解すると、物質の分布とその運動状態と空間の曲率との関係です。この関係は、上記の幾何学的特性により、物体によって空間が曲がり、空間の曲率によって物体が測地線に沿って移動することを示しています。

同時に、科学界は、重力子は重力を伝達する粒子であり、2つの物体間の重力は重力波を通じて重力を伝達する重力場であると提唱しました。言い換えれば、重力とは、重力子が波を通じて 2 つの物体間の重力を伝達することです。しかし、一方では、重力子はまだ発見されていません。一方、相対性理論はニュートンの重力概念よりも完璧ではあるものの、特異点問題、量子重力問題、暗黒エネルギー問題など、不十分な面もあります。宇宙と世界のすべてのものをよりよく理解するために、より完璧な理論が登場し、科学の頂点に積極的に舞い上がるかもしれません。しかし、相対性理論は、かなりの範囲ではまだ高度に科学的です。

重力に関する新たな理解

一般相対性理論はニュートンの重力の欠陥を修正しましたが、重力の作用メカニズムの説明は比較的暗黙的でした。能子源は自分が学んだことを基にここでそれを表現したいと思います。この記事は表面的で、個人的な見解を簡潔に述べているだけです。

1. 重力の性質

ニュートンの重力理論には欠陥があるものの、重力の大きさは物体の質量と物体間の距離に関係しており、これは避けられないことです。粒子のように小さくてもブラックホールのように大きくても、質量が大きく距離が短いほど、物体間の重力は大きくなります。これは議論の余地がありません。アインシュタインの一般相対性理論にも不完全なところはありますが、質量が時空の湾曲を引き起こし、時空の湾曲によって物体が測地線に沿って動くことも事実です。重力子はまだ発見されておらず、既存の理論は重力子の特性に関する仮定に矛盾がある可能性があり、重力子によるエネルギー伝達の理論メカニズムも修正する必要があるかもしれない。しかし、私は重力子の存在も重力においては避けられない出来事であると信じています。これらの要素を組み合わせると、重力は次のように表現できます。物質の質量によって時空の曲率が生まれ、その結果、物質が互いに近づく傾向が生じます。接近する傾向の質量により、物体は重力子を獲得し、加速を強いられるようになります。これが重力の本質です。

重力はすべての質量間の相互作用であり、引力として現れます。それが時空の曲率によって引き起こされるか、重力子を捕獲することによって加速されるかにかかわらず、それは質量から発生し、質量自体の特性です。ただ、この性質は何らかの効果を持ち、力の役割を果たすため、質量の性質であると同時に物体間の力でもあります。プロパティと言う場合、オブジェクト自体を指します。力と言うとき、私たちは一つの物体と別の物体との関係について言及しています。なぜなら、ニュートンは力とは物体間の相互作用であると言ったからです。重力とは、質量がどのような形で存在するかに関係なく、質量を持つ物体間の相互作用です。相互作用が幾何学的効果であるか、粒子が関与しているか、または他の要因によって引き起こされているかに関係なく、それは実際には 2 つの物体間の相互作用であるため、重力は引力です。

2. 重力のメカニズム

重力は質量の大きい物体間の力ですが、どのように働くのでしょうか。つまり、重力の仕組みとは何でしょうか。

まず、時空効果

宇宙の形成当初、物質はエネルギーの形でのみ存在し、宇宙の空間と時間にはエネルギーしかありませんでした。宇宙の空間と時間の継続的な発展と拡大に伴い、宇宙に質量という形態が現れ、つまり物質が質量という形態で宇宙の空間と時間に現れたのです。物質は質量の形で宇宙に現れ、さまざまな物体の形で宇宙の時空内のさまざまな場所に分布し、宇宙の時空をさまざまな程度に曲げます。物体の質量が大きいほど、物質空間の曲率が大きくなります。一方、物体は空間内の 2 点間を短い距離を移動します。ユークリッド幾何学では、同一平面上の 2 点間の線分が最短です。つまり、線分は測地線であるため、自由に移動する物体は線分の長さに沿って移動する必要があります。質量によって曲がった時空は非ユークリッド幾何学であり、平面が曲げられ、短距離の線も曲線に圧縮されます。言い換えれば、質量を持つ時空は曲がった時空であり、そこには平面というものは存在しません。したがって、物体が曲がった時空を移動する短距離線は、曲がった測地線です。したがって、一般相対性理論では、重力は時空幾何学の効果であると考えられています。

第二に、情報源の質

重力は時空幾何学的効果です。 2 つの巨大な物体が曲がった時空内で互いに近づくと、その過程で両方の物体が加速します。 2 つの天体の質量が大きいほど、それらの周囲の時空はより湾曲します。 2 つの天体がより近い場合、システム空間の曲率の複合効果はより顕著になります。このように、万有引力は自然に明らかとなり、ニュートンの理論に退化して、F=GMm/R² という式を完璧に具体化します。したがって、2 つの粒子の質量が大きいほど、それらの間の距離は小さくなり、重力は大きくなります。この表現は相対性理論の枠組みの中では不完全ですが、同じ外部環境条件下では、2 つの物体の質量が大きく、それらの間の距離が短いほど、重力は大きくなります。この結論は議論の余地のない声明です。

重力には幾何学的効果がありますが、この幾何学的効果は質量から生じ、重力の大きさは質量に関係するため、重力は質量から生じます。重力のプロセスにはエネルギーの交換が伴うため、幾何学的効果に限定されず、本質的には質量の特性です。重力ではエネルギーの交換が行われ、粒子の交換または移動も伴うはずです。考えてみましょう。重力の影響により、両方の物体は加速します。相対性理論の枠組みにおいては、それらの質量も増加していることになります。速度が増加しても質量が増加しても、物質の総エネルギーは増加します。このエネルギーはどこから、どのように来るのでしょうか?これら 2 つの問題には、必然的にエネルギーの変換と粒子の移動が伴います。

第三に、粒子メカニズム

重力の影響により、2つの天体のエネルギーは常に増加しています。このエネルギーは他の場所から転送されなければなりません。そうしないと、重力においてエネルギー保存の法則は有効になりません。研究上の問題を単純化するために、これら 2 つの天体をそれぞれ A と B として記録し、それらが存在するシステムを宇宙の残りの時空から完全に分離します。このようにして、A、B、およびそれらが属する時空は、外界と関係のない孤立したシステムになります。この孤立系には、惑星 A と B、AB の重力場、AB が位置する時空エネルギー場という 3 種類の物質が存在します。重力の作用により、A と B のエネルギーは両方とも増加します。エネルギー保存の法則によれば、増加したエネルギーは AB 重力場、AB 時空エネルギー場、またはこれら 2 つの複合場のいずれからも発生します。ここで明確にしておきたいのは、重力場は AB によって生じるエネルギー場であるということです。一方、時空エネルギー場は物質的時空そのもののエネルギー場です。 AB がなくてもこのフィールドは存在しますが、何らかの変化がある可能性があり、時空エネルギー フィールドは天体や惑星よりも早く存在することがよくあります。

ここで、AB の増加したエネルギーが AB の重力場の減少したエネルギーから変換され、この変換プロセスを完了するには伝播する粒子が必要であり、この粒子は重力子と呼ばれると仮定します。そうでなければ、重力がある場合、ある場所のエネルギーは薄い空気から別の場所に移動し、伝播する粒子を必要とせずに変換されます。しかし、重力がない場合にはこれは起こりません。重力エネルギーが存在する場合、それは変換され、重力子が伝播する必要はありません。重力エネルギーがなければ変換されません。これは想像を絶する出来事です。このことから、重力子は重力場のエネルギーを運び、それを A または B に伝達し、それを A または B の速度 (運動エネルギー) または質量に変換することがわかります。このように、重力の作用により、AB のエネルギーが増加し、AB のシステムの位置エネルギーが減少し、減少した位置エネルギーは増加したエネルギー (運動エネルギーと質量エネルギーの合計) と正確に等しくなります。上記は単なる仮定です。増加したエネルギーは、時空エネルギー場またはその複合場のエネルギーから変換される可能性もあります。しかし、どのような状況であっても、変換メカニズムは同様であり、転送された粒子は重力子と呼ばれ、位置エネルギーは動作プロセス中に物体のエネルギーに変換されます（この位置エネルギーは、重力位置エネルギー、時空位置エネルギー、複合場位置エネルギーのいずれであっても、単に位置エネルギーと呼ぶことができます）。物質の性質によれば、あらゆる物質は波と粒子の二重の性質を持っているため、システムフィールド内で重力子によって伝達されるエネルギーは波状であり、伝達プロセスも時間に敏感です。現代の科学理論によれば、重力は光速で伝達されます。重力伝達の適時性は、重力子の性能に直接関係しています。重力子の性能がわかれば、重力速度伝達の性質も自然にわかるようになります。私たちは AB システムを宇宙物質の広大な時空に戻します。広大な時空が小さなシステム（物質とエネルギーの交換）とつながっていても、物質の戻りによって重力の仕組みが破綻することはありません。

要約すると、万有引力の本質は次のように表現できます。重力は、物質と時空の質量エネルギー効果です。それは質量から発生し、時空の曲率で形成され、重力子を通じてエネルギーの転送を完了します。その影響として、2 つの質量が加速して接近したり、1 つに融合したり、あるいは大きな質量を持つ天体が崩壊し続けたりします。

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