万有引力を近接作用として推論したら

質問

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。

回答No.1

leo-ultra

> 1915年のアインシュタインの一般相対性理論...
> 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。

アインシュタインの一般相対性理論が一貫して主張することは、「なにものも光よりも速くは伝わらない」という
ことです。　ニュートンの力学では無限の速度で伝達した重力も、アインシュタインによって有限の速度で
伝わるとされたわけですね。
「それでよい」と思います。　昨年ノーベル賞で重力波が受賞してますから。

以下、質問者の惑星の公転に関する考察について：　
　非常に興味深く思います。しかし、後半の尽数と共鳴のあたりは私にはよくわかりません。
そうじゃない気もします。一般相対論で説明できるのではと思います。

とにかくこの議論はニュートン力学で議論しないで、一般相対論で議論されることをお勧めします。
そうしないと面白い結果が出ても、所詮ニュートン力学ということで相手にされません。

一般相対論を支持する実験結果として、水星の近日点移動があります。
昔、学生の頃にランダウの場の古典論の輪講に出ました。　とにかくチンぷんカンプンで。
水星の近日点移動の計算はフォローした気がしますが、物理的描像がぜんぜん浮かびませんでした。

質問者が展開された議論がそれに相当するものなのか、よくわかりません。

お礼

leo-ultraさんこんにちは
ご回答ありがとうございます。
masaban>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
leo-ultraさん＞・・「それでよい」と思います。　昨年ノーベル賞で重力波が受賞してますから。

題意にむきあったご回答ありありがとうございます。
遠隔作用説と近接作用説は真向から正反対の主張ですから、力学の論理は定義と論拠、構築論理を確認しながら基礎から見直さねばNo.2回答者のtetsumyiさんのような一貫性を欠いた間違いをおかしてしまうでしょう。leo-ultraさんにはご理解いただけたものと思います。

leo-ultraさん>以下、質問者の惑星の公転に関する考察について非常に興味深く思います。しかし、後半の尽数と共鳴のあたりは私にはよくわかりません。

Masaban>尽数をキーワードにWEBを検索するとまず、有理数という現代用語と対比され、さらに太陽系内の衛星が多数の事例で公転周期と自転周期が整数対整数の比に表される事象の意味と記載されています。
公転自転関係の原理原因は不明だそうです。月の裏表もその1対１の事例だそうです。
その原理として月には起き上がりこぼしと同じ重心が偏った球体という説があるのは私も知っています。
　しかし1対1以外の尽数には起き上がりこぼし説は通用しません。
　よくよくみれば起き上がりこぼし説はどの場合にも否定できます。
月が起き上がりこぼしなら、月面に立つ起き上がりこぼしには同じことが起きるでしょう。たとえば人体は寝転ぶ姿が定形の起き上がりこぼしです。
（休日のほとんどの時間私の取る姿勢はねころびです）
　地球では重心が地球の中心とほぼ一致なので地球の引力は垂直線上にあり、人体直立起立の時には足元接面の直下に安定点がある。
　月が起き上がりこぼしの時、月面で地球と同じ直立起立姿勢に適する条件の場所は月の重心と地球の重心を結ぶ線分上にしかありません。
　その線分から離れた月面では月面に直立起立姿勢をとると、足元足裏接面の中に安定点が無い場合ができるのです。
　月面着陸地点はその線分上ではありません。今着陸船が向かったリュウグウにはどこにもそういう線分を見つけられないかもしれません。

だとしたら月面に飛び跳ねた宇宙飛行士は次の瞬間、足から月面に降り立つ事ができず転倒したはずでしょう。荷物が重く重心はいつもの丹田から遠くに離れているので、歩くのが宇宙飛行士には困難だったでしょう。
線分から離れた月面に降り立つ宇宙飛行士が転んだり逆立ちする場面はなかったので起き上がりこぼし説は否定するべきです。

leo-ultraさん>・・とにかくこの議論はニュートン力学で議論しないで、一般相対論で議論されることをお勧めします。そうしないと面白い結果が出ても、所詮ニュートン力学ということで相手にされません。

Masaban>そこで力学や保存則の根源に近く、どの力学にも共通する原理との関係を求めることにしました。すると解析力学の最小作用の原理に行きつきました。
　解析力学は現状の学理の中で真理に最も近い至宝の学理です。
　相対性理論は暗黒物質や宇宙項、宇宙での重力異常、ビッグバン説など突飛な異常点にであい矛盾に行き当たりそれ以上の使い道には向いていません。

　まず作用をラグランジュの最小作用の原理の数式としましょう。
　その作用はファインマンの経路積分とシュレディンガーの波動方程式の時間がパラメータの数式に物質波の位相項に含まれます。
　波動方程式は物質波の波動を表す式です。物質波は確率波なのか、実体がある波動かは長く議論されましたが、残念なことに実体説が忘れられました。
　探してみると日本物理学会の予稿のなかとJAXAの実験に実体の写真がありました。
　でも人類の観察法には物質波の観察が難しいようです。が、わたしはその写真に小宇宙を見つけました。重力とそのポテンシャルが見えたのです。
　プラズマダスト、クーロン結晶、直流放電ダストプラズマというキーワードで検索してください。その試験の写真を探して下さい。
空間にポテンシャルが整列し、ポテンシャルに捉えられた微粒子が整列して写真に撮影されています。
　それらの写真の空間には電子波という物質波の流れがあります。電極面を電子がトンネル現象で飛翔すると電子波が流れています。トンネル現象では電子波の位相が界面において、通過するためには特定位相にならび、反射されるときには位相が変化させられます。
電極界面が電子波の位相を変化させています。そしてこの電子波は静止整列した周期的ポテンシャル障壁のなかで高調波を含んでいると、この写真からみてとれます。
だから写真には位相の同期した多数高調波の電子波が姿を現しているのです。

そして物質波の同期に働く位相の復元力が目指す停留点とは、解析力学の最小作用の原理の停留点に同じであると私は結論しました。

円筒型、扇形が写真に見えます。フラーレンは炭素電極の電子波の中に生まれる球体です。クリスタルは極座標、デカルト（直交）座標、円筒座標、球座標にそれぞれ沿って発展する事があるはずで、そういう現実的な結晶が生まれる可能性が高いのです。

　宇宙がこのようにしてできたとすれば、衛星たちの尽数は物質波の同期によるものに違いありません。
　我々の解析力学は物質波の同期を根源にして生まれたのです。

leo-ultraさん>一般相対論を支持する実験結果として、水星の近日点移動があります。
・・・　とにかくチンぷんカンプンで・・物理的描像がぜんぜん浮かびませんでした。質問者が展開された議論がそれに相当するものなのか、よくわかりません。

Masaban>わたしは水星の近日点移動をしりません。だからどういうふうに関係するかは論じられません。しらべたら楕円軌道が花丸定規（スぴログラフ）の描く花の花びら一葉のようにずれていく現象があるのですね。
EMANさんのWEBで数式を見たが、相対論とどの数式がどの程度関係するか分からない。
「(3) 式の右辺第 2 項は相対論的な補正を表しており」て？

いずれにしろわたしと共同研究しませんか