重力って、なんで引いてばっかりなんですか？

質問

反重力は一般的にあるのでしょうか。
ないとすれば、なぜ重力は引いてばかりなのでしょうか。
電磁気力は、引力と斥力があります。
重力は、斥力もありふれているのでしょうか？
（まだ観測できてないだけ？）

それとも、
電磁気力は重力より下の力だから
斥力と引力の両方がプラスとマイナスの２種類から出来ているけど、
重力（電荷より上の階層）だと、引力ばかりですか？

なぜですか？

なぜ、重力は引力ばかりなのですか？

なぜ重力は「引き合う」のか、教えて下さい。

究極レベルでお願いします。

回答No.10

134

あまりに造詣が深いことに驚かされます。
こちらもことさら専門家というわけではありませんので、お手柔らかにお願いします。　と、弁解した後に…

ところどころで、よく意味のわからない質問をなさっているなという印象があります。

>点Ａ、Ｂ間に重力線を引いて、Ｂに引き寄せられるか？
引き寄せられます。重力線という概念は、存じ上げませんけど。
重力は、質量にかかる力ですので、質量のある物体間で働きます。
そして、「Ｂに」引き寄せられますが、ＢそのものもＡに引き寄せられます。その移動距離は、質量の軽いものほど大きくなります。

>「厳密に、ピッタリ力が同じ天体」（もしくは物質）が２つあって…
これは質問の意味がよくわかりません。力は、物体間に働くので、ピッタリ力が同じという表現は、よくわかりません。
あえてお答えするなら、互いに引きつけ合って衝突するか、地球と月のように互いに釣り合ったところで一定の軌道を回るでしょう。

>色んな方向に同時に進むと相対論の効果が大きくなる…
はて？特殊相対性理論のローレンツ変換の方程式に、ご指摘の要素はなかったと思うのですけど。

>圧力をかけると物質の振動数が増す
これも勘違いではありませんか？
確かに高圧下では、物質の運動速度が速くなります。高温でも同じ現象が起こります。
また、分子間結合（たとえば、酸素と炭素の結合など）は、赤外線を当てると激しく振動します。
しかし、光の振動数（その逆数としての波長）は、真空中も高圧下も変わりません。
光速に近いものから発せられる光は、赤方遷移と呼ばれる波長の伸びる現象を起こすそうですけど。

　ご指摘の通り、重力の方程式と電磁力の方程式は、似通っています。
質量あるいは、電荷の積に比例し、距離に反比例します。ただ、比例定数が異なります。
　これは、高校の物理学で学習しますので、参考文献が見つかると思います。

原子における電子軌道には、主量子数、方位量子数、磁気量子数、スピン量子数があることが知られていますが、この量子数すべてが全く同じ
値を示すことがない。すなわち、同一のエネルギー準位をとることはない。このような現象がパウリの排他原理と呼び、この現象が見られる粒子をフェルミ粒子と呼んでいる、と理解しています。
　逆に、同一のエネルギー準位になりうる光子などの粒子をボーズ粒子と呼んでいます。

>斥力が発生しているように見える
これについてはよくわかりません。すみません。

>基本的な力は重力だけ
「重力」と表現するかは別にして、基本的な力が４つあるより１つの方がシンプルです。そういう力を探求するための大統一理論です。
電力（クーロンの引力）と磁力を統合して、電磁力と命名しました。
電磁力と弱い力を統合して電弱力と表現する書籍もあります。
電弱力と強い力を統合すべく、統一理論を探求しています。
統一理論で統合された力と重力を統合して大統一理論を探求してます。最前線がどこまで究明したかは、よくわかりません。

>電子のコンプトン波長と電子同士の反発力とどちらが大きいか
ご指摘の通り、電子同士の反発力は、距離に反比例します。
無限遠方にあれば、限りなく０に近づき、近ければ増大しますので、比較したい値と大小関係を求めるのは、その条件によりとなるかと思います。
　ただ、コンプトン波長と電子の反発力を比較することそのものが、適切なのかどうか、よくわかりません。

電子同士が反応するという結果は、存じ上げませんが、中性子が陽子と電子とニュートリノに分解するβ崩壊など、いくつかの素粒子反応が知られています。

電子のエネルギーをシュレディンガー方程式に適用することにより、分子の結合エネルギーが計算でき、化学反応が起こりうるかどうか計算できるというのが、量子化学だと理解しています。もっとも、立体障害などの要素もあるので、万能ではないですけど。

印象として、マクロな物理学と極小の量子力学を混同しているように感じました。

お礼

ありがとうございます。
重力と電磁気力の比例定数が違うのは、
電磁気力はフェルミオンの斥力が働く分ではないでしょうか。

例えば、電磁気力でも
引力と斥力では力のオーダーが違うという事が起こりえると思うのですが、それはどうでしょうか？

電磁気力の力は引力が基本でその元は重力だが、
重力とのオーダーの違いは
電磁気力の反発力によって発生する。
（但し、計算に使われている元の値は重力定数）

こういった観点がいかがかお願いします。

補足

重力線は、どうして描かれていないのですか？
それは、磁石の蹉跌みたいに反応するものがないから見れない、という理由でしょうか？（重力子は観測されてない？）

私は、
磁力線に対して重力線があるとすれば、やはり磁力線と同じだろうと思います（形）。

それと、
http://www.26magnet.co.jp/qa/qa20.html

ですが、コレって球ですか？楕円ですか？
もし楕円なら、それは「本来は電磁気力だけなら円（３次元展開すれば球）だが、重力が絡んでいるために楕円」の可能性は無いですか？

その場合、量子重力の鍵は、この図をひもとく事によってヒントが得られるはずです。

＞力がピッタリ同じ２つの天体

つまり、
同じ形（球）で、
質量が１の天体が２つあるということです。

その場合、連星になるのか近付いて最後はくっつくのか
距離を保つのか教えて下さい、という事です。
今の理論でまだ分かっていなければ（厳密なモデルがないのでまだ理論が作れていない？）そう書いていただきたいと思います。

＞色々な方向に進むと相対論の効果が大きくなる

→　○

より、

→○
　↑
と叩いたほうが、叩かれた物質は周波数が高くなります。
　つまり、合成すると、√２の力で、左斜め下から叩かれるということです。４方向でも同じです。

つまり、
重力
←○
　↓

であれば、１方向からの力に比べて
√２の分周波数が低くなるという事です。
それが、相対論効果の事について書いた真意です。
（この、１が２つ合わさると√２になる、これがローレンツ収縮の変換式と一致するかは分かりません。）

＞圧力を掛けると物質の振動数が増す

いえ、本当です。
恐らく、高温高圧下の素粒子の方が、
低温低圧下の素粒子よりも（同じ種類でも）周波数が高く、又寿命も短いはずです。
そして、その寿命は、「振動数」と一致していて、ローレンツ変換とも一致するはずです。
（つまり、温度や気圧は、相対論効果だという事です。）

そして、
「素粒子に温度や気圧で圧力を掛けると、周波数が短くなる」のが事実だとしても、
「一旦飛び出した光自体に圧力を掛ければ更に周波数が短くなる」という事にはなりません。
むしろ、もし仮にそうだとすると、
１の振動数の光がある物質から出ると、
圧力によって光が２になって、その光が更に同じ圧力によって倍増され・・・、と無限ループが起きてしまいます。

その上で、改めて。
赤方偏移の反対で、
高温・高圧といった圧力は青方変異を生むはずです。
素粒子レベルで実験してみてください。
（原子、分子でもいいかもしれません。）
既に実験結果あったら、それも教えて下さい。

だから、マクロと量子力学を混同してはいません。
純粋に、
「周波数と結びつけて粒子の寿命を考えていたら」
（重力は、コンプトン波長を伸ばし、圧力は短くする、たとえその素粒子が前後同じで質量が同じだとしても。・・・という事を考えていたら）

相対論効果に考えがいって、
結果的に事実と一致してたのです。

だから、素粒子レベルでも当てはまる気がしています。

最後に、重力と電弱力の統一について。

鍵は、
「ニュートリノ」や「光子」等の
電荷を持たない粒子です。

その上で、
徹底的に「運動エネルギー」等を考えて電気と結びつけることで、
考えを統一していけたらいい気がします。

レス感謝します。