(思考実験：2021.4.17 Sat ～ 2021.4.19 Mon)
この宇宙は「4つの力」が支配する空間と考えらている。強い力・弱い力・電磁気力・重力の4つだ。このうち「弱い力」については分かり易い説明と出会えていないので、自分には上手く説明できない。なので「弱い力」は言及しない事にした。
今回の記事は、前回の「距離2乗」を、さらに応用したものだ。で、従来の常識から飛躍するための最大の要点は「空間は量子化できる有限個数の存在である」と解釈する事だ。
つまり宇宙空間には、画像ソフトでお馴染みの「レイヤー構造」のようなものが存在していると考えるのだ。
重力の謎について考えてみた：
今回は、重力波・縦波・ヒッグス粒子を関連付けた個人的な仮説を晒してみる。重力が電磁気力よりも桁違いに小さい理由が、それで説明できるんじゃないかと思って思索中。。。
地震波には縦波と横波がある。縦波は早く着くがエネルギーは小さい。で、自分が考えたのは、重力波がヒッグス粒子に作用する縦波だとしたら、重力が桁違いに微弱な力である事を説明できるんじゃなかろうか…と考えた訳。
横波は空間の中で「限定的な平面」を振動させて伝わる性質があると考える。テレビのアンテナを正しい向きにしないと受信できないのは、そのためと考える訳。横波に指向性があるのはそのためだと考える。
で、限定的な平面とは、量子的に区切られた区画が存在する事を意味する。宇宙空間は連続した無限のアナログ量ではなく、厳密には「有限のデジタル量」で出来ていると考えるのだ。という訳で今、我々は量子論の入り口に立った。
一方の縦波は、空間の中で「球状に膨張するように」立体的に伝わると考える。縦波は、空間に詰まった粒子を「玉突き」しながら伝わるので、立体的に伝わると考えるのは理に適っている。筋が通っている。
そうすると、横波は面積(2次元)に作用する波で、縦波は体積(3次元)に作用する波と捉える事ができる。
面積と体積では、作用する量が全く異なる。「単位空間」辺りに占める強度にも決定的な違いが生じる筈だ。それが、重力が微弱な理由にならないだろうか…と考えた訳。
この仮説が正しいとすると、電磁気力と重力の「力の割合の比率」から「宇宙の厚み(体積)」が計算できる筈だ。
しかし、だとしたら縦波は「距離の3乗」に比例して振幅が弱まる筈じゃないの？…と思うかもしれない。それについては、観測者(観測点)が平面空間の1点に居るために、観測者は「距離の2乗」の力しか知覚できない…と考える。
つまり、空間に占める力の総和は「距離の3乗」で計算するが、観測者が実際に感じる力は「距離の2乗」で計算した値と一致する。これも一種の相対的な考え方と言えるかもしれない。
強い力についても考えてみた：
そうこう考えていると「強い力」が桁違いに強力で、作用する距離が短い理由も説明できそうな気がしてくる。ただ、「弱い力」については分かり易い資料が少なくて、自分も正しく理解できていないので除外した。
自分の考えは、これらの力は面積や体積に作用する力ではなく、粒子同士の2点間の最短距離を結ぶ直線、つまり1次元に作用する力ではなかろうか、と予想できる訳。
だが、予想はできても何故そうなるかが全く説明できない。力の起源は「素粒子と空間の相互作用」…この論点から外れずに、どう解釈すべきか。何といっても「1次元空間の振動」というのが理解不能…
考えに行き詰った時は発想の転換が必要になる。我々は3次元の世界に生きている。そこで、3次元の世界で「1次元の力」がどのように現れてくるだろうか、という可能性を探ってみた。
1次元は直線の世界だ。その直線状に2つの粒子が存在し、相互作用するとしたら「直線空間そのものが回転運動を始める」のでは、と考えた。想像してほしい。惑星の公転運動を真横から見れば、それは「1次元で振動」する反復運動そのものだ。
つまり、1次元空間の振動が「回転運動」を生み出し、回転運動は「回転面」という2次元空間(平面)を生み出す。要するに、1次元の力は「ビッグバン以前」の、インフレーション以前の3次元宇宙誕生に関わるエネルギー源になっていると推測できると思う。
で、仮説結論はこうなる。1次元空間では「力が働く範囲が直線状に限定」され、その結果、粒子間に働く力が「1点集中」されるために電磁気力や重力とは比較にならない強大な力が働く。これが「強い力」の正体だと考える。
この強大な力は、粒子間の配置を固定して動けなくするが、粒子間の相互作用で1次元空間自体を振動させる。その振動は回転運動となって具現化する。
この力は回転運動(1次元空間の振動)の中だけで閉じてしまうので、外の世界(2次元空間・3次元空間)へ染み出す事ができない。それが「強大な力でありながら力が及ぶ範囲が狭い事」の理由と考える。
言い方を変えると、1次元の力(強い力)は「2次元空間・3次元空間」を生み出すための変換エネルギーとして使われてしまうので観測できない…という表現もあるかもしれない。。。
上記は、粒子が直線状(1次元空間)に配置された場合の話。だが、1次元空間の振動が平面空間を生み出す。平面空間では、3個以上の粒子の配置位置の自由度が増す。
平面的配置の粒子間に対しても「強い力」は直線的に作用する。強すぎる力のせいで、粒子の配置は固定されたまま回転し始める。これは地球の自転運動のような「球の回転運動」の起源となる筈だ。つまりそれは、3次元空間の起源にも成り得る力と言える。
物質の起源といえる陽子・中性子は、3個の素粒子(クォーク)で出来ている。で、クォークは1次元の力で束縛されていて、それは電荷による斥力よりも桁違いに強い力で結束される。
なぜなら、電荷の起源は「電磁気力」であり、電磁気力は平面(面積)に作用する力と考えられるため、面積の広さに応じて力が分散されてしまうからだ。
そんな訳で「4つの力」の強弱の違いが「作用する次元」に起因するというのが自分の仮説だ。空間が量子化可能な存在だと仮定するなら、この仮説には矛盾がなく、スマートに言語化されていると思うのだが、どうだろう。
自分が「表現者」として、特に肝に銘じているのは「概念を固定化した専門用語だけを使っていては、未知の事象を分かり易く説明する事はできない」という事だ。
これを読んで「腑に落ちた」と思った専門家も多い筈。専門家は、常にそのジレンマに悩まされるからだ。自分は「専門家が何を言いたいのか」を、じっと観察してきた末に、現在の表現力を獲得したと自負している。
で、一応断わっておくが、この文章は紛れもなく自分の著作物である。ここで使った表現が必要だと思ったら、ちゃんと引用してください。自分は既に自然科学のスポークスマン、民主主義のスポークスマンとして、ずっと社会貢献してきた自負がある。それを忘れないでほしい。
考えに行き詰った時は発想の転換が必要になる：
かつて2000年代に「ダライラマ14世」が来日した時、日本の若者を集めての講義が開かれた。その時、彼は若い女性の質問に対して「考えに行き詰った時は視野を広げるのが良い」と言った。
当時は平成不況の真っただ中にあり、未来に希望が持てない時代だった。その講義の様子は、当時のEテレで放送され、自分の脳裏にも深く刻み込まれた。
コロナ禍の今も当時と同様、未来に希望が持てない時代になりつつある。現状を放置してやり過ごしてしまうと、自分らの世代が味わった理不尽を、今の現役世代が同じように味わう事になると自分は危惧している。
ネット上で社会主義・全体主義が浸食している現在、ダライラマ14世という固有名詞は非常に危険なキーワードになっている。しかし「科学は真実に忠実なスタンスで臨む」のが原則だ。
政治家や権力者の詭弁に忖度しては科学は発展しない。しかも、我々日本人は民主国家に居住している。堂々と真実の科学を議論すべきだ。
こういう記事が自由に読めるのも、元を正せば「民主主義」が機能している社会に居るお陰だという事を、しつこく強調しておく。
次回は、今回のトピックの発端となった「距離2乗」を使ったプログラムを紹介する。が、自分の Windows10 マシンは未だに故障中なので、MSX-BASIC のコードを紹介する。
sound文を使って「エンジン音」をシミュレートする。で、距離に比例して音が小さくなる仕組みとドップラー効果も加えている。
が、残念ながら、MSX実機で実行しないとリアルな音は出ないと思う。MSXエミュレータでは、MSX本来の PSG音源(SSG音源)の音は再現が難しいようだ。昔、試してガッカリした事があったので。。。
