万有引力を近接作用として推論したら
物理学で場という表現では万有引力は遠隔作用とされてきた。
遠隔作用といえば、その意味は力の作用に遅延が無く、伝搬速度をみたてれば無限大の速度を持つ事だった。
逆に近接作用といえば、その意味は力の作用に遅延が有り、伝搬速度は有限の定値の速度を持つ事だった。
遠隔か近接かは真向から対抗し同時に一つに具備する事のない矛盾する性質なのだが、現代の物理学は万有引力をどちらの性質とみているのだろうか。
それを明確にするためにお尋ねする。
ご回答をお願いします。
同事に近接作用とする万有引力から導く推論の結果を後半に述べるのでご賛同を頂きたい。重大な結果がうまれでた。
よろしくお願いします。
詳しく説明を始めると、放送大学で場と時間空間の物理第一回 米谷民明講師の力と場の講座において、ニュートンの万有引力では遠隔作用と分類し、場という考え方でも遠隔作用と認識されていたが、1915年のアインシュタインの一般相対性理論から万有引力を近接力と分類されたと板書にしていた。
その通りだとすれば、遠隔作用を否定して近接作用と万有引力の認識が改められたことになるがそれで良いのか。
だとすれば遠隔と近接の矛盾がもとになって、学習してきた万有引力と力学の全てが基礎から再構成しないと大きな矛盾を生む。
たとえば公転軌道が楕円を描くとする常識が覆される。
惑星の公転軌道を太陽を原点に公転面を公転周期のあいだ観察すると太陽を原点に北極星を一定の方位にした公転面のグラフに楕円が描かれる。
この楕円は万有引力の求心力と軌道の接線方向の惑星の速度の遠心力の釣り合いで作られると考えるのがニュートンの力学だった。ニュートンの力学では万有引力を遠隔作用とみている。
しかし近接作用とみるならば、引力に伝搬遅延時間が生じる。その遅れにより求心力は楕円に適する大きさと向きを作れない。
たとえば地球は光の速さで7分の距離太陽から離れている。
たとえば例として光速と同じ速さで伝搬すると仮定します。
地球と太陽の距離は光速で約７分です。
太陽系では公転軌道の接線方向に地球が直進速度を持っています。
地球と太陽間の引力がちょうど遠心力につりあって公転軌道を描くはずでした。
ニュートンの力学から引力は太陽の重心と地球の重心を線分で結ぶと、その線上に働きます。
ところが近接作用説に基づけば万有引力は遅延して作用するので、その位置でちょうど必要なだけの分を働くことができません。遅延のため接線から外に交角が開く角度で地球が直進してしまうのです。
1年で1周する針を持つ時計を思い浮かべて7分で角度が何度遅れるかいまから計算してみましょう。
まず単位から１分に何度遅れるか計算してみます。
1年で公転する角度 360度
1年の日数 365日≒約360 とします。
1日の時間 24時間
1時間 60分
１分では360/365/24/60度≒約24/60≒約0.4度の角度の遅れをする時計です。
その角度と太陽と地球の離隔距離光の速度で約7分から
（360/360/24/60）・7≒約2.8度
だから楕円の接線より交角が約2.8度外周向きに地球は直進します。
接線に対する交角がある軌道は等角螺旋軌道の性質です。この性質は円周や輪、楕円を作りません。
だから公転軌道は楕円を描かないはずです。
しかしケプラーの観察した軌道は楕円軌道ですから、近接作用から推論した結果と現実が一致しません。
すなわち閉じた楕円軌道を描く公転にはなにがしか未知の復元力の働きが隠れています。
みなさんはまだ納得できないでしょうから、太陽と地球の引力の大きさについても念を押すためにもう一度考えてみましょう。
ニュートンの力学から引力は太陽の重心と地球の重心を線分で結ぶと、その線上に働きます。それ以外の方向にはたらく引力はベクトル成分の分解から計算できます。
推量の結果から引力の遅延から交角2.8度の角度で分解すると引力は地球の運動の減速成分と、釣り合いより弱すぎる向心力成分に分かれます。
ところが公転速度は現実には減速していません。そして向心力はつりあって楕円軌道は一定の現実ですから、推量の力の大きさとは一致しません。
ベクトルで考えた求心力の大きさでも閉じた楕円を描けないのです。
でも公転軌道は楕円を描いています。現実が近接作用からの推論結果に一致しません。
すなわち閉じた楕円軌道を描く公転には未知の復元力の働きが隠れていなければおかしいのです。
釣り合いより弱い向心力は軌道径の拡がりとなり、これも等角螺旋軌道の性質です。
近接作用だとすれば、公転面に描く図形は等角螺旋です。
しかし等角螺旋軌道を描かずに楕円軌道となる現実、それを捉えたケプラーの法則には別の原因から楕円軌道を保つような復元力が働いているのです。
私と一緒に復元力の原因について共同研究をしてみませんか。
私の推理では未知の復元力の原因は同期という非線形増幅の共鳴作用によるものです。
ケプラーは宇宙の観察から、惑星の公転運動に隠れた同期に気がついて、その時代の音楽の知識から和音と惑星の公転運動を呼びました。ニュートンやラグランジュはその現象に気が付かず見逃したようです。
同期の存在を裏付ける現象がまだ多数の天体現象にあります。
現代は望遠鏡の技術の発達で衛星の多数に尽数という未知の現象を発見しています。
尽数とはこの同期を意味する、衛星の公転周期と自転周期との公倍数の周期ごとに増幅される運動の現象です。たとえば月は地球に対し1対１の尽数の公転周期と自転周期をもちます。尽数ではこのようなi対ｊの整数i,jの比になる現象です。
尽数や和音や同期を身近な遊びで表せばブランコ漕ぎです。ブランコは特定のリズムで特定のタイミングに漕ぐと揺れが大きくなります。毎回のリズムに漕がず、休みを入れてたまに漕ぐこともできます。ある特定回数の休みいれた周期で漕ぐとブランコやはり大きく揺らせます。タイミングを間違えるとブランコの揺れは止まります。
この同期が公転に働いています。
同期という現象の学問を探したら、モデルが見つかりました。
蔵本モデルの数式の項に公転の復元力を取り入れる事ができます。
このような同期の復元力は波動運動の位相を特定値に留めようとする力です。この力を微分すると停留値があります。
私は停留値に注目して再度意味づけを考えました。
すべての運動と力学を表す学問があり、解析力学と呼ばれていますが、ラグランジュの最小作用の原理というものには停留値に意味づけがあります。
その原理によると全ての運動の軌道は作用に停留値を維持しているそうです。
それは万物の力学現象に常に同期を維持しているという事です。
どなたか私と一緒に共同研究をしませんか。
お礼
早速の回答ありがとうございます。 よくわかりました。 荒唐無稽な質問をして申し訳ありませんでした。