研究論文
『プランクスケールの自然についての幾何的モデルの探究が生む驚異的な成果』
成果1
素スピノル重力理論&素スピノル電磁気力理論
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12《重力場と“重力線”》
重力場=“重位勾配の総和”(「“重力子&縮みきり“4角形”の挙動の総和」の所産の一例)を、図で表現するために、電気力線や磁力線に習い、“重力線”を考えることができます。(なお、“重力線”は、新しいものでありません。(参考 『新しい重力理論』 アーサー・クライン 竹内均訳 講談社ブルーバックス))
電気力線の球面密度が静電場に等しいように、“重力線”の球面密度は、重力場に等しいというように定義することができます。
『重力線の球面密度(すなわち、重力)』と『厚さ2LP[m]の球殻における「重力子&縮みきり“4角形”」の球面密度』は、比例します。
なぜなら、『厚さ2LP[m]の球殻における「“重力子&縮みきり“4角形”」の球面密度』に比例するはずの『「厚さ2LP[m]の球殻が持つエネルギーの“時間&空間”平均の値」E平均=NMEG/4πn2』を2LP[m]で割ったものが重力だからです。
当然、“重力線”の上だけに“重位勾配”があるわけではなく、実際は、(あらゆる方向に「重力子&縮みきり“4角形”」が放射状に放出されていますので)あらゆる場所に“重位勾配”が存在することになります。
それは、「重力子&縮みきり“4角形”」は、本来は、下図のように雑然と放出されているからでもあります。
※『「厚さ2LP[m]の球殻」に存在する存在する数は、常に、ほぼ一定である』という条件だけを満たしながら、雑然と「重力子&縮みきり“4角形”」が放出されています。
その雑然さが、まさに、「あらゆる場所に“重位勾配”が存在している」ことを支えると考えられます。
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したがって、“重力線”は、下図のように、便宜上、「重力子&縮みきり“4角形”」が、整然と(直線的に、対称的に)「重力子&縮みきり“4角形”」が放出されているように図示したものと、本質的に等しいと考えられます。
※左図のように、便宜上、整然と(直線的、対称的に)「重力子&縮みきり“4角形”」が放出されているように図示したものは、実は、右図の“重力線”と、本質的に同等であると考えられます。
※上図では、「重力子&縮みきり“4角形”」の列と重力線の線の本数(=厚さ2LP[m]の球殻に存在する「“重力子&縮みきり“4角形”」の個数)が、ぴったり一致しているように図示していますが、実際は、比例しているだけです。
厚さ2LP[m]の球殻に存在する「“重力子&縮みきり“4角形”」の個数をNM〔個〕とすると、“重力線”の本数は、NM×2c2LP[本](≒NM×2.9×10-18[本])になります。
質量M[kg]の質量が作る、半径r〔m〕の球面における“重力線”の球面密度が、重力場〔N/kg〕に等しいのでした。すると、質量M[kg]が作る“重力線”の本数をn重力線とすると、 n重力線×(1/4πr2)=(NMEG/4πn2)×1/2LP×1/MG(=GM/r2)[N/kg]となるはずです。(なお、r=2nLP[m]です)
計算すると、質量M[kg]が作る“重力線”の本数は、n重力線=NMEG×2LP×1/MG=NM×2c2LP(=4πGM)[本/kg]となります。
一方、厚さ2LP[m]の球殻に存在する「“重力子&縮みきり“4角形”」の個数は、 NM〔個〕です。
したがって、厚さ2LP[m]の球殻に存在する「“重力子&縮みきり“4角形”」の個数を、2c2LP(≒2.9×10-18)〔倍〕すると、“重力線”の本数になります。
このように“重力線”の本数と、厚さ2LP[m]の球殻に存在する「“重力子&縮みきり“4角形”」の個数が比例定数で結ばれている事実は、“重力線”の図の理解を助けます。
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球面の面積は半径r[m]の2乗に比例する(球面積S=4πr2[m2])ので、物体からの距離が大きくなるほど、その距離の2乗に反比例して、“重力線の球面密度”(∝「重力子&縮みきり“4角形”」の球面密度)が減ることになり、重力(“重位勾配”)も小さくなります。
(逆に、中心の物体に近づくほど、物体の中心からの距離の2乗に反比例して、“重力線の球面密度”(∝「重力子&縮みきり“4角形”」の球面密度)が増えることになり、重力(“重位勾配”)も大きくなります)
この“重力線の球面密度”と重力(“重位勾配”)の関係は、ニュートンの万有引力の法則の式とも調和しています。
(なお、このあたりの性質は、重力が距離の逆二乗になる理由を説明しうるものだと思います)
したがって、以上をまとめると、“重力線の面密度”=“重位勾配”の大きさ=“重力の大きさ”=“重力場の強さ”=『「厚さ2LP[m]の球殻が持つエネルギーの“時間&空間”平均の値」E平均=NMEG/4πn2』/2LP[N] ∝「“重力子&縮みきり“4角形”」の球面密度 ∝“時空の曲がりの強さ”ということになります。
質量が小さいほど“重力”や重力場&“時空の曲がり”が小さくなるように、“重力線の面密度”(単位面積あたりの本数)も小さくなります。
逆に、質量が大きいほど“重力”や重力場&“時空の曲がり”が大きくなるように、“重力線の面密度”(単位面積あたりの本数)も大きくなります。
※“重力線”の面密度が高いほど、重位勾配”の大きさ=“重力の大きさ”=“重力場の強さ”∝ 物体から放出される「重力子&縮みきり“4角形”」の球面密度 ∝“時空の曲がりの強さ”が大きくなります。
もし、同じ質量を持つ物体(天体を含む)の“サイズ(大きさ)”のみが変化すれば、物体の周囲の、“重力線”の密度=重力場の大きさ=“重位勾配”の大きさ∝縮みきり“4角形”の球面密度∝“時空の曲がりの大きさ”も、変化します。
物体(天体を含む)のサイズが同じ質量のまま小さくなる(コンパクト化する)ほど、物体周辺(近辺)の“重力線”の密度が高くなり、物体周辺(近辺)の「重力、“重位勾配”、縮みきり“4角形”の球面密度、時空の曲がり…」が大きくなっていることが読み取れます。
しかも、物体が、同じ質量のまま小さくなる(コンパクト化する)ほど、物体周辺において“重力線”の密度が高い領域が増えることも読み取れます。
(物体周辺において“重力線”の密度が高い領域が増えるということは、物体周辺において空間が膨張して時間の流れがスローダウンしていると言うことに他なりません)
なお、上の3つの図は、物体周囲(遠方)の“重力線”が、どれも同じになっています。これは物体が“同じ質量のまま”小さくなる(コンパクト化する)ときの様子を図示してあるからです。
しかし、実際は、重力ポテンシャルエネルギーを利用してコンパクト化するのが自然であり、その場合は、コンパクト化に伴って、重力ポテンシャルエネルギーを利用して(外部)運動エネルギーが上昇し、重力子の放出源として働く能力がアップするので(質量エネルギーが増加することになるので)、“重力線”の密度も増加することになります。
下図は、重力によって、物体のサイズが小さくなる(コンパクト化する)場合の、“重力線”の変化を示した図です。
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物体(質量)の、自身の重力による
コンパクト化
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※この図の場合、質量が2倍になっていることがわかります。(“Gが2Gになる”という説明に対応する図でもあります)
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この現象は、“宇宙(時空)の加速膨張”とも関連しています。 (成果5 12《宇宙の加速膨張(ダークエネルギーについて)》)
また、この現象は、「重力場が非線形である」という解釈を生む要因の1つだろうと思われます。
しかし、実際は、質量エネルギー(運動エネルギー(内部&外部)の総和)と重力場は比例し続けていますので、重力場は線形だと考えられます。
詳細は、13《重力場の線形性について(詳細版)》にて説明します。
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