上記は、過去の自分の「はてなフォトライフ」画像に、縦波っぽいイメージがあったので、それをちょっと引っ張り出してみた。正確な「疎密波」の図ではないけどね。今回も前回同様、縦波と重力波を関連付けた持論を書いてみる。
(思考実験：2021/04/29thu ～ 2021/05/02sun)
ここまで、「距離の2乗」を発端として、横波は平面空間(2次元)に作用する波、縦波は立体空間(3次元)に作用する波だという仮説を立ててみた。
その仮説に基づき「4つの力」が、それぞれが作用する次元の違い(1～3次元)により、それが力の強弱の違いとして表れる、という持論を展開してみた。
さらに、荷電粒子から放射される光子の量と放射間隔が、それぞれ電磁波の「振幅」と「波長」の起源であるという持論も晒してみた。
ここまでは、我ながら上手く言語化できたと思っているが、問題はその先だ。重力には引力しか働かないのに電磁気力には引力と斥力がある事。
その電磁気力には電気力(+-)と磁力(SN)の2種類がある事。その電気力は正電荷・負電荷の粒子に分けられるのに、磁力は個別の粒子を持たない事。
さらに「電荷を持たない光子」と「電場・磁場」の関係をどう説明すればいい？…と、考えれば考えるほど謎だらけな訳。
これらを説明するには、素粒子(光子・重力子)と空間だけに注目していては駄目で、荷電粒子(物質)もエネルギー実体であると常に認識してかからないと、思考が迷子に陥る。
まず、重力波は物質から重力子(グラビトン)が放射される事で生まれ、電磁波は物質から光子(フォトン)が放射される事で生まれる。光子も重力子もエネルギー実体なので、それを放射する「物質もエネルギー実体」である。
そして、2つの荷電粒子が「電荷を持たない光子をやり取り」する事で、ある時は引力が働き、ある時は斥力が働くという仕組みについては、昔、物理の教科書に掲載されていた「等電位面の図」と「定常波の性質」を使って説明できそうな気がしている。
ただ、個人的には「光子のやり取り」という表現は不正確であり、誤解の元になっていると自分は考えている。
とりあえず、重力には引力しかないのに電磁気力には引力と斥力がある理由を、今回は重力に絞って考えてみる。まず、この問題を単純に整理する…
重力には1種類の力しかないが、電磁気力には2種類の力がある
…と単純化して考える。これは「重力が縦波・電磁気力が横波」という自分の仮説を使えば、割と自然に説明できる。重力が縦波で伝わると仮定すると、次のように説明できる。
縦波というのは、空間に詰まった粒子を「玉突き」しながら伝わる。これを「疎密波」という。で、疎密波の始まりは「常に密から始まる」と予想できる。玉突きで伝わる疎密波が疎の状態から始まるとは考えにくいだろう。
この「常に同じ動作をする」という事が1種類の力しか生まない根拠になる。
ただ、重力波が縦波だとすると、重力子(グラビトン)とヒッグス粒子が「等価のエネルギー実体」って事になってしまう。しかもヒッグス粒子は、静止もできて光速運動もできる粒子と規定する必要があるかも。そこが心配なところ…
だが、ここで忘れてもらっては困るのは「波は空間が存在する限り無限に伝播する」という性質だ。つまり重力子が届いていない空間にも、重力波はヒッグス粒子を通じて伝播すると考える。
要するに「重力の作用」においては、物質同士で重力子をやり取りする必然性はないのだ。そのため、グラビトンとヒッグス粒子が等価なエネルギー実体だったとしても、特に問題はないと考える(ヒッグス粒子の質量が 0 ならばの話だけど…)。
さらに言えば、重力波には「波長・振動数」という概念はないと考えている。重力波の媒質は空間にビッシリ詰まった一定密度のヒッグス粒子と考える。
で、重力を発生させている物質が、次の重力子を放射するには、目の前のヒッグス粒子が「疎の状態」になった時しか打ち出せないと考える。そうすると、波の伝わる速さは「光速に固定」されているため、重力波の振動数は常に一定にならざるを得ないと考える。
要するに、重力波には固有の波長・振動数はあるが「それは常に不変」という性質を持つと考える。そこには、量子的な「空間の最小単位・時間の最小単位」も関わってくると考える。
これは重力が、電磁波のように「明るさ(振幅)・色温度(波長)」といった多面性を持たない事を説明するための根拠として考えた訳。
という訳で、重力波の強弱を決めるのは「放射される重力子の数」であり、その数は物質を構成する粒子の数(＝質量)で決まってしまうと考える。それは波の振幅の強弱として現れる。そして、振幅の強弱は空間の歪み具合を表す。
で、重力が「引力」という1種類の力しか持たない理由は、振幅で生じた歪みに物質が転がり落ちていくためと考える訳。
縦波で生じた歪みに物質が転がり落ちるというのは、イメージが湧きにくいと思うが、3次元空間の歪みとは、ヒッグス粒子を押しのけるイメージを想像するのが分かり易い。
ヒッグス粒子は物質の動きにくさを規定する「質量」に作用する粒子と考えられているので、ヒッグス粒子を押しのけた先に物質が転がり落ちる訳。その歪みに沿って物質が転がり、それが引力として現れる…これを説明するには、縦波の振動はとても都合がいいのだ。
で、今までは縦波を「立体空間」に作用する波と表現してきたが、さらに詳しく言えば、重力の縦波は「3次元空間と3次元物質の質量に作用する波」と言い換える事ができる。これは納得できる落としどころに辿り着いたと思っている。
まあ、個人的な持論に過ぎないんだけど… 今回はここまで。次回は電磁気力が引力と斥力を持つ理由を考える。
