電荷が一斉に反転したら

質問

電荷はプラスとマイナスがあることは知っています。
ところで、このプラスの電荷がマイナスの電荷に、マイナスの電荷がプラスの電荷に一斉に変化したとき、私たちはその変化に気づくことはできるでしょうか。
少し考えると、プラスとプラスの反発はマイナスとマイナスの反発に変わるだけで実質的に変わりませんし、プラスとマイナスの接近についても現象としては変わらないと思います。
ただもう少し考えると、プラスの電荷をマイナスの電荷に変える力とは何であり、それはどこから来るのかという問題があります。それから、一斉に変化するということは確率的にとても低いという問題があります。
しかし、電荷保存の法則はプラスとマイナスの総量が変わらないということだと私は認識していますから、可能性としてはゼロではないということです。それとも電荷が一切反転しないのと電荷が一斉に反転するのとでは、現象として、なにか違うことが起こりうるのでしょうか。私が考えているのは磁場の変化などですが、そのようなことはありうるのでしょうか。
もし、電荷が一斉に反転することが現実に起こっているのなら、物質と反物質の量が時間平均すれば同じになるということも考えられると思います。
突飛な考えかもしれませんが、ご教授願います。

回答No.4

eatern27 · ベストアンサー

相対論的には慣性系によって「(離れた２点における)同時」が異なります。
故に、Ａ君から見て「一斉に」であっても、Ａ君に対して動いているＢ君から見ると「一斉に」ではありません。

電荷の保存則とローレンツ不変性を認める限り、そのような素粒子レベルの変化はありえないかと。

お礼

アドバイスありがとうございます。
確かに同時が地点によって異なれば、一斉にというのは無理な話ですよね。
これは私の説に対する有力な反論になると思います。

回答No.5

atomicmolecule

分っていて質問されているかもしれませんが、電荷がいっせいに代わる事は起こりえません。電荷保存則は電荷の総量ではなく、厳密には局所的な電荷保存則が成立する事を主張しています。局所的というのは小さな素領域で電荷が保存しているという意味です。そうでなければ小さな領域で保存しない電荷が全体として保存するというすごいミラクルが起こっていなければならないことになります。

という注意書きをつけた上で、私なりの考えですが、全体の電荷がプラスとマイナス入れ替わったら何も起きないと思います。理由はa-saitohさんと全く同じです。

お礼

回答ありがとうございます。
電荷保存則が電荷の総量が一定であるというのではないということは、知っていたかもしれませんが、意識していませんでした。確かに、電荷の総量だけが問題になっているとしたら、小さな領域では、頻繁に電荷がひっくりかえっているということになってしまい、現実と一致しないことになりますからね。
全体の電荷が入れ替わっても何も起きないというのは、現実にすでに電荷の反転が起きているかもしれないということになるのでしょうか。

回答No.3

goma_2000

何も突飛な考えではありません。
CPT対称性、CP対象性の破れ等で検索してみてください。

少し考えると変わらない気がするのは
電磁気学ではC対称性が保たれているからでしょう。
http://www.sci.nagoya-u.ac.jp/kouhou/08/p6.html

また、同様の質問も以前にありました。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=774475

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=774475

お礼

アドバイスありがとうございます。
確かにCPT対称性の問題と類似していると思うのですが、私の強調したいところは、この宇宙で電荷の符号が一斉に変わるというところです。別の宇宙で電荷の符号がこの宇宙と違っていても同じように宇宙として成り立つということとは私の質問とは違うものだと思います。もちろんその影響はあったとしても。ですから、電荷の符号が一斉に変わる瞬間に何が起こるかが私が興味を持つところなのです。

回答No.2

a-saitoh

プラスとかマイナスというのは自然法則とは関係なく人間が恣意的に決めたものなので、ひっくり返ったってどうってことないとおもいますよ。
たまたま、電池のこっちの電極を「正」と呼ぼうと決めたら、連鎖的に電子をマイナス、原子核をプラスと称することになっただけですから。
つまり、宇宙全体で電子が陽電子に、陽子が反陽子に一気に変わったらだれも気がつかないかも。

もうひとつ、電子の過不足で起きている電荷がひっくる変えるというほうで考えると、電子が消えたり、無かったところに発生しないといけないので、あり得ないと思います。
もし起きたら、すぐ気がつくというか、その瞬間に死んでしまうので気がつかないというか。。。。

お礼

回答ありがとうございます。
恣意的にプラス、マイナスを決めたのですが、それは同時に、プラスはプラスのままであり、マイナスはマイナスのままである、ということを考えていたのではないでしょうか。いくら恣意的に決めたとしても、プラスがマイナスになるということは、それとは別の問題であると思います。
電子の過不足で起こるというのは、私は考えていませんでした。確かに、それでは死んでしまうでしょうね。

回答No.1

bad-boys

私なりの考えを示したいと思います。
＞プラスの電荷がマイナスの電荷に、マイナスの電荷がプラスの電荷に一斉に変化したとき、私たちはその変化に気づくことはできるでしょうか
恐らく一般人はすぐにはその異変に気付かないでしょうね（科学者がニュースで言ってるのを見たらそう思うかも。でもそれって気付いたことにはならないでしょうけど）。
そもそもわたしたちの身の回りに電荷がもろ見えの場所なんかそうはないですから。電化製品も交流電圧で動いていますから、+が-に変わったところで特に異常をきたすこともないでしょう。
あと、「マイナスの電荷がプラスの電荷に一斉に変化」とありますが、コンデンサー回路にしても瞬時に+-が入れ替わるわけではないのでご注意ください（実際はゆっくりじわじわ渋滞待ちの車のように前の車が進んだから自分も進もう、てな感じです）。
＞プラスの電荷をマイナスの電荷に変える力とは何
＞私が考えているのは磁場の変化などですが、そのようなことはありうるのでしょうか。
外力、または少なくとも人為的な何か（エネルギーなど）が要ると思われます。
自然現象では私自身は存じ上げておりません。

とにかく私の頭脳では想像がつかない世界ですね。
食塩を水に溶かしてNa^+イオンとCl^-イオンに分かれたとき、当然Na^+とCl^-では大きさがことなりますから、非対称ななんらかの異変は起こるのではないでしょうか。

お礼

アドバイスありがとうございます。
交流電圧やコンデンサー回路やイオンのことについては考えていませんでした。
一般人に気づかれないということは科学者によっては気づく可能性があるということでしょうか。