研究論文
『一般3Steps理論
&“素スピノール創発モデル”』
11. 4つの力の統一について
4つの力の統一に関連して、次の3つについて考察する。
1. 3つの力の相似性、重力&電磁気力の特異性、ワインバークサラム理論
先の考察9にて、ボソンのフラクタルを考えた。
ボソンのフラクタル
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(Δ)光子
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グルーオン
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・・
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∴ ∴
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・×2
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∴×2
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ウィークボソン
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∴ ∴
∴ ∴ ∴ ∴
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(∴×3)×2
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π中間子
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∴ ∴
∴ ∴ ∴ ∴
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「(グルーオンを介する)強い力が1次的な力だとすれば、(π中間子を介する)核力が2次的な力である」と言えるように──
「原始的な力(原始的な電磁気力)が1次的な力であるとすれば、強い力、弱い力が2次的な力で、核力が3次的な力である」と考えたことは、先に述べた。(考察9)
1次的な力
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2次的な力
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3次的な力
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グルーオン
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ウィークボソン
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∴ ∴
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∴ ∴
∴ ∴ ∴ ∴
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∴×2
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(∴×3)×2
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原始的な力
(原始的な電磁気力)
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強い力&弱い力
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核力
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果たして、これは、“力の統一”を意味していると言っていいのだろうか?
少なくとも、“力の理論の統一”とは言えるかもしれない。 しかし、“力の統一”と言えるかどうかは、はっきりしないと思われる。(→今後の課題である)
※ウィークボソン中間子は、確かに似ている。
例えば、
W-ボソン とπ-中間子は、次のように構成されている。
W-ボソン
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π-中間子
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0 −
0 0 − −
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− 0
0 0 − −
|
=電子+反電子ニュートリノ |
=ダウンクォーク+反アップクォーク |
※反粒子を便宜上、アンダーバーで示している。
もし、ウィークボソンがグルーオンを介して構成されているのならば、弱い力は、3次的な力であると言えるだろう。 しかし、実際は、ウィークボソンの構成要素は色荷を持たず、Δ光子を介して構成されていると考えられるので、やはり、2次的な力であると考えられる。
(一方、中間子の構成要素は、色荷を持ち、グルーオンを介して構成されているので、3次的な力であると言える)
※Δ光子、グルーオン、ウィークボソン、π中間子は、いずれも── 「(“湯川型の相互作用”で考えられる)力を伝えるためにりとりされる(キャッチボールされる)ボソン」である。 どれも、短い距離でのみ働くという共通点を持っている。
一方、重力や電磁気力は、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)によれば、考察2、考察6でも述べたように── ともに、原始ヒッグス場抵抗(原始ヒッグス場圧)によって生じる力である。
つまり、これらは、あくまで、重力子や仮想光子が作る“原始ヒッグス場が変形した場”を介して伝わる力であり、“ボソンのキャッチボール”(湯川型の相互作用)によって生じる力ではないと言える。
(電磁気力は、あくまで、ファラデーが考えたように場を介して伝わる力である。 電磁気力は、決して、コンプトン効果の総和でもないし、“(仮想)光子の交換”によって、電磁気力が生じているわけでもない。→考察6)
重力や電磁気力は── 無限遠まで伝わることを含め、 “原始的な力(原始的な電磁気力)、弱い力、強い力、核力”とは、明らかに性質が異なる。
そういう意味では、重力と電磁気力──重力場の理論と電磁場の理論は、統一できると言えるかもしれない。
この文脈で見ると、アインシュタインが“重力や電磁気力だけ”の統一を目指したことにも、それなりに意味があったと言えるかもしれない。
※ワインバーグ・サラム理論により、“光子による電磁気力の理論”と“ウイークボソンによる弱い力の理論”が統一されたと言われている。 この理論は、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)によってどのように説明できるであろうか?
“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)では、弱い力は、2つのレプトン(=2つの“∴×3”)からできているウィークボソンのキャッチとボールによって(湯川相互作用によって)力を伝えると考える一方、電磁気力は、仮想光子・・の総和がつくる電磁場(変形した原始ヒッグス場)を介して(湯川相互作用によらず)力を伝えると考える(考察6)。 これらの力が統一されるとは、なかなか考えにくいと思われた。 なぜなら、その実体が全く違うからである。
一方、電磁気力が、仮想光子(・・)の総和によって作られる電磁場を介して生じ、無限遠方まで働くのに対し、
原始的な力(原始的な電磁気力)は、Δ光子(・・)のキャチボールによって(湯川型の相互作用によって)生じ、短い距離限定で働くのであった。
このことは、もしかしたら、ワインバーグ・サラム理論が統一している力は、弱い力(byウィークボソン)と、原始的な力(原始的な電磁気力)(byΔ光子)であると解釈できることを意味しているのだろうか? なぜなら、両方とも、湯川型の相互作用(ウィークボソンやΔ光子のキャチボール)を前提としているので、矛盾がなくなるようにも思われるからである。
さて、『「標準模型」の宇宙』(ブルース・シェームナー)の中のワインバーグ・サラム理論についての説明によると── “B0が80%&W0が20%の比率で電磁場が生じ、B0が20%&W0が80%の比率で、ウィークボゾン場が生じる”とのことであった。
(B0とは、位相の変化を表し(U(1)ゲージ群で説明される)、W0とは、弱アイソスピンの変化を表す(U(2)ゲージ群で説明される)のこと)
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B0
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W0
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ワインバーグ・サラム理論
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位相の変化を表す
(U(1)ゲージ群)
|
弱アイソスピンの変化を表す
(U(2)ゲージ群)
|
※参考『標準モデル』の宇宙 |
B0とW0それぞれについての実体像を、
B0とは、「右巻き&左巻きの素スピノール2つの変化」、W0とは、「電子ヒッグス場、ニュートリノヒッグス場の“4面体”の中の凝縮した粒子&反粒子ペアの変化」
であるとする。
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B0
|
W0
|
|
ワインバーグ・サラム理論
|
位相の変化を表す
(U(1)ゲージ群)
|
弱アイソスピンの変化を表す
(U(2)ゲージ群)
|
※参考『標準モデル』の宇宙 |
“EMOES”(素スピノールからの創発モデル) |
右巻き&左巻きの
素スピノール2つの変化
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電子ヒッグス場、ニュートリノヒッグス場の
“4面体”の中の凝縮した粒子&反粒子ペアの変化
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すると── B080%&W020%の比率で電磁場が生じ、B020%&W080%の比率で、ウィークボゾン場が生じる”は、おおよそ、次のようなると考えられるだろうか?
“B020%、W080%”の比率でウィークボゾン場
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※おおよその図である。 グリーンで囲んだものが W0に相当し、オレンジで囲んだものがB0に相当している
“B080%、W020%”の比率で電磁場
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|
※おおよその図である。グリーンで囲んだものが W0に相当し、オレンジで囲んだものがB0に相当している
もし、正しければ、ワインバーグ・サラム理論による電磁気力と、弱い力の統一とは、“仮想光子と、Δ光子”を同一視した結果、達成されていることになる。
しかし、電磁気力や、弱い力といった、力そのものは、全く別物であり── ここにあるのは、“理論上の統一”に過ぎないと思われる。
(詳細な検討は、今後の課題である。)
以上のように、部分的には、理論の統一はできると言えるかもしれない。
しかし、“湯川型の相互作用”(“仮想粒子の交換(キャッチボール)”)で生じる力(原始的な力(原始的な電磁気力)、強い力、弱い力、核力)と、“仮想粒子が生じる場”が生じる力(重力&電磁気力)の間、弱い力と電磁気力の間を含め── 力そのもの間には、大きな違いが存在し続けていると考えられる。
つまり、本当の意味での“すべての力の統一”は、難しいのではないだろうか?
そして、そもそも、“すべての力を統一することに本当に大きな意味があるのだろうか?”という疑問さえわいてくる。 “EMOES”(素スピノールからの創発モデル)によれば、あくまで、それぞれの力は、自己組織化によって生じてきた“創発現象”にすぎない。
次に、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)に基づいて、“4つの力の創発”がどのように生じたかを詳しく考えていく。
2.この宇宙の開闢からの歴史
一般3Steps理論 (特に、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル) 考察5プレオンモデル、電荷の起源について)のアプローチによって、この宇宙の開闢からの歴史を見ていくのに先立って、これまでの話の要点を整理する。
“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)によれば、光子、重力子、プレオン、グルーオン、クォーク&レプトン、ウィークボソン… それぞれの構成は、次のようになる。
(→考察6)
光子 :
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重力子 : :
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プレオン∴
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グルーオン
(∴×2)
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クォーク&レプトン
(∴×3)
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ウィークボソン
(“∴×3”×2)
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|
|
|
|
|
:
|
: :
|
∴
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∴ ∴
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∴
∴ ∴
|
∴ ∴
∴ ∴ ∴ ∴
|
※・・の間にはリンクがあり、それが、おおよそ“弦(ひも、string)”に相当すると見ることもできることも先にも述べた。(考察6、考察7)
以上のことと、“シンプル一様化原理”から、次の仮説を立てた。
仮説11.1 4つの力は、単純な“素スピノールのネットワーク”からスタートし、“組み合わせ or 組み分け”によって創発してきた。
※この考えは、4つの力の創成に“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)を応用したものと言える。
次に、いくつかの“素スピノールのネットワーク”からなる、“力を伝えるボゾン”がどのように「変化」しうるかについて、次のように仮説を立てた。
仮説11.2.1
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Δ光子と原始ヒッグス場の“4角形”(四極子)
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「Δ光子2つ ⇔原始ヒッグス場の“4角形”(四極子)」
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簡略表記
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「: + : ←→ : : 」
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※Δ光子の詳細については、考察6
仮説11.2.1 Δ光子2つ“:+:”は、原始ヒッグス場の“4角形”(四極子)になることで、結合エネルギーを放出し安定化する。
※この四極子は、その後、エネルギーを放出し“4面体”になるが、“4角形”(縮みきったバネ)ではないので、たった1つでは、重力子を放出できない。
Δ光子は、ふつうの光子と違い、素スピノールの間の距離が1プランク長(1Lp、約10−35m)に固定されていると考えられる。
仮説11.2.2
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プレオン∴とグルーオンと“クォーク or レプトン”
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「プレオン∴の“4面体”3つ→グルーオン∴6つ→“クォークorレプトン∴4つ”」
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簡略表記 |
∴ ∴
∴ ∴
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←→ |
∴-∴
|
←→ |
∴
∴ ∴
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×3
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×6
|
|
×4
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※プレオン∴の総数は、一致している。
仮説11.2.2 ある非常に高いエネルギー状態の時に限定して── プレオン∴×4が、グルーオン“∴-∴”になったり── グルーオン“∴-∴”がクォークやレプトン
|
∴
∴ ∴
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になったりする。 ある非常に高いエネルギー状態の時に限定して、逆の変化も起こりうる。 |
※“Δ光子”を介する、“原始的な力(原始的な電磁気力)”によると考えられる。 (考察6プレオンモデル、電荷&色荷の起源、電磁気力について)
“非常に高いエネルギー状態”の場合は、“プレオン∴は閉じ込められていない”と言えるだろうか? (今後の課題である)
※なお、実際には、クォークやレプトンが合成されると同時に、少なくとも、第3世代までの合成も行われると考えられる。
そして、第3世代までの合成が対称的に進み、逆の第1世代までの分解が非対称的に進む(by CP対称性破れ)ことによって、物質が反物質を上回ることができると考えられることは前にも述べた。 (詳細は、考察10β崩壊、陽子崩壊、10億対1で物質が反物質を上まわったことについて)
上記の変化どれも、現在、身の回りで起きていることとして観察できない。
それは、どの反応も、宇宙が始まって間もない時などの、“非常にエネルギーが高い状態”限定で生じるからであると考えられる。
一方、素スピノールは、3D空間を作る材料でもある。
3D空間の基本構造として、“4角形”や“4面体”を考えたことは、前に述べた。
(考察2エネルギーと時空構造の関係について、考察3相対性理論、ヒッグス場ユニット、質量、光速について)
4角形(縮みきったバネ)
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“4面体”
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“4角形”(四極子)
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※原始ヒッグス場、グルーオンヒッグス場限定であると考えられる。
※原始ヒッグス場は、重力子の放出(プランクエネルギー)と関連し、グルーオンヒッグス場の場合インフレーションと関連
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※原始ヒッグス場、グルーオン場、ウィークボソン場、電子場、クォーク場、ニュートリノ場… いずれも共通である。 |
なお、3者の間には、非常に大きなエネルギーの差が存在し、階層性を生ずると考えられることは前にも述べた。(考察9)
“4角形”(四極子)→“4面体”は、粒子-反粒子の“対消滅の過程”の一部、“4面体”→“4角形”(四極子)は、粒子-反粒子の“対生成の過程”の一部に相当すると考えられる。
“4面体”
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“4角形”(四極子)
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|
“対生成の過程”
の一部
←
→
“対消滅の過程”
の一部
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※凝縮のペア(黒い線で結ばれる)が
2つ組み合わさってできている。
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※もし、“4面体”に変化する際には、エネルギー(光子)を放出する
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※原始ヒッグス場(電磁場)、グルーオン場、ウィークボソン場、電子場、クォーク場、ニュートリノ場… いずれも共通である。
※あくまで“過程の一部”であり、対生成、対消滅のすべてではない。
※“4角形”から“4面体”への変化は、時空の相転移 or “自発的対称性の破れ”の一例に相当すると言える。
※量子ゆらぎ、波動性、カイラル対称性の破れによる質量獲得とも関連。 |
なお、原始ヒッグス場と重力子の相互作用は、次のようになる。(詳細は、考察2)
“4角形”(縮みきったバネ)
重力子がつまった“4角形”の基本構造
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|
“4面体”
原始ヒッグス場の基本構造
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|
←
→
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※スピン2になっている。“4面体”に変化する際には、重力子(スピン2)を放出する。
※例えば、緑で囲ったペアが(放出途中の重力子の働きで)ひっくり返ると“4面体”の配置に近づくことがわかる。
|
|
※凝縮のペア(黒い線で結ばれる)が
2つ組み合わさってできている。(スピン0)
※緑で囲ったペアが(取り込み途中の重力子の働きで)ひっくり返ると“4角形”の配置に近づくことがわかる。
|
一方、ウィークボソンなどが質量を持つようになる際の、時空の相転移について、前に、次のように仮説を立てる。
仮説11.3 宇宙開闢の後の“時空の相転移”には、「“4角形”(縮みきったバネ)由来で“4面体”になる場合」と「“4角形”(四極子)由来で、“4面体”になる場合」の2通りがある。 その結果生じた、びっしりとひろがった“4面体”の基本構造の集合がヒッグス場に相当する。
“4角形”(縮みきったバネ)
|
|
“4面体”の基本構造
|
|
→
時空の相転移の1つ
|
|
※原始ヒッグス場(電磁場)が生じる相転移が、その例である。
※プレオン4つ(グルーオン2つ)からなる“4角形”(縮みきったバネ)から、“4面体”への相転移もある。 これがビッグバウンス&インフレーションを引き起こす原因であると考えられることは前にも述べた。 |
“4角形”(四極子)
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|
“4面体”の基本構造
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|
→
時空の相転移の1つ
|
|
※電子場、ニュートリノ場、クォーク場… ができる際の相転移である。
ウィークボソン場とは何かについて、あらためて、次の仮説を立てる。 (参考 考察6の「ウィークボソンの質量」)
仮説11.4 ウィークボソンン場とは、原始ヒッグス場と、電子ヒッグス場とニュートリノヒッグス場という3つの場が複合して出来た場である。
これによって、ウィークボソンが質量を獲得することについて、次のように詳しく考察できる。
例えば、W−の質量獲得の場合── もともと質量を持たなかったW−は、3種類の「場の相転移(“4角形”→“4面体”)」を介して、達成されると考えられる。
まとめると、次のようになる。
質量0のウィークボソン(W−)
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質量獲得後のウィークホソン(W−)
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|
※光速で移動できたウィークボソン
※原始ヒッグス場の“4面体”の代わりに、“素スピノール4つからなる“4角形”(縮みきったバネ or 四極子)──
電子ヒッグス場の“4面体”、ニュートリノヒッグス場の“4面体”の変わりに、それぞれの“4角形(四極子)”が存在する。 |
※3種類の場の相転移により──
原始ヒッグス場、電子ヒッグス場、
ニュートリノヒッグス場の“4面体”
ができる。 |
※ピンクの部分が“Δ光子が集積したひも”に相当し、特に質量が大きさを増す部分となる。
※両端の電子、反電子ニュートリノもそれぞれ質量を獲得。
※速やかに分解すると考えられる。(詳細は、考察6)
|
※“4角形”の基本構造がびっしりの時空中では、ウィークボソンは、エネルギー的な抵抗が0であるため、光速で移動できた。
しかし、相転移後は、周囲の“4面体”を“4角形”に変形させながら(=エネルギーを素スピノールのネットワークに与えながら)、無理して移動するしかなくなったため、光速で移動できなくなる(質量を獲得する)と考えられる。
つまり、「各種の“4角形”(縮みきったバネ、四極子)の基本構造を持つ場から、“4面体”の基本構造を持つ場へと変化する」(=時空が相転移する)ことによって、ウィークボソンが光速で移動できなくなり、同時に質量を持つようになったと考えられる。
※エネルギーの低い、現在の宇宙で生じるウィークボソンは、速やかに、電子と反電子ニュートリノに分解される。 もし、エネルギー状態の高い宇宙(“4角形”がびっしりの宇宙)では、速やかに分解されない── ということでいいのだろうか? (今後の課題である)
“Δ光子が集積したひも”は、次のような増幅によってできると考えた。
Δ光子1つ
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原始ヒッグス場の“4面体”
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Δ光子3つ
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+ |
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→ |
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→ |
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1つのΔ光子が、
1つの原始ヒッグス場の“4面体”と結びつくと──
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3つのペアができ──
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3つのΔ光子を生じる。
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一方、「グルーオンが集積したひも」はグルーオンとグルーオン場の基本構造との相互作用による、次のような“増幅”によってできたと考えた。
グルーオン1つ
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|
グルーオン場の基本構造の1例
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|
|
グルーオン3つ
|
|
+ |
|
→ |
|
→ |
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1つのグルーオンが、1つのグルーオン場の基本構造(“4面体”)
と結びつくと── |
|
3つのペアができ──
|
|
3つのグルーオンを生じる。
|
※つまり、たった1つ生じたグルーオンをきっかけとして、グルーオン場において、3倍×3倍×3倍… とグルーオンの数を増すことができることを意味する。
これは、遠く離れれば離れるほどグルーオンの濃度が高まり、強い力が増すことを意味し── 強い力の“漸近自由”の性質(クォーク同士が近づくほど強い力が弱くなる)と合致する。
※「グルーオンが集積したひも」は質量を持つ。 この「グルーオンが集積したひも」は、中間子や陽子、中性の質量の多くをもたらす。
一方、ダークマターとは、物質になり損ねた、「グルーオン×2(=プレオン∴×4)の四極子」であるとも考えた。(考察3)
つまり、“ダークマターとは、物質を構成しないところの「グルーオンが集積したひも」の総和”と言うこともできるかもしれない。詳細は、今後の課題である。
一方、前に、プレオン∴×4(グルーオン×2)の“4角形”(縮みきったバネ)が、高度に凝縮して生じた“6面体”(グルーボール?)から── 指数関数的に、この“4角形”(縮みきったバネ)の凝縮が開放され、 “4角形”(縮みきったバネ)が“フラクタルな分布のゆらぎ”を持つようになる過程が、ビッグバウンス および、インフレーションの際の変化であると考えた。 (考察2、考察3)
“6面体”
|
|
“4角形”
|
|
→
ビッグバウンス
インフレーション
|
|
※“ビッグバウンス および、インフレーション以前”の方が、より高密度に“4角形”(縮みきったバネ)が存在する。 このプレオン∴×4(グルーオン×2)の“4角形”(縮みきったバネ)の凝縮の開放が、指数関数的な“分散”をもたらすと考えられる。
※例えば、2倍、その2倍、その2倍… と指数関数的に分布が広がる(分散が増幅する)とともに、“4角形”(縮みきったバネ)の密度が、1/2倍、その1/2倍、その1/2倍… と指数関数的に減る。 その過程で、“4角形”(縮みきったバネ)の“フラクタルな分布のゆらぎ”が生じたと考えられる。 そして、それこそが、後に銀河、銀河団、超銀河団…等の宇宙の大規模構造を生む“エネルギー密度のゆらぎ”の原因であると考えるとつじつまがあうことは前に述べた。 あらためて、次の仮説を立てる。
仮説11.5 凝縮した“プレオン∴×4(グルーオン×2)の“4角形”(縮みきったバネ)が、指数関数的に分散する過程の所産が、“プレオン∴×4(グルーオン×2)の“4角形”(縮みきったバネ)のフラクタルな分布のゆらぎ”であり、それこそが、後に銀河、銀河団、超銀河団、ボイド… 等の宇宙の大規模構造を生むもとであり、ダークマターの前身である。
※上記で述べたように、プレオン∴×4(グルーオン×2)の“4角形”(縮みきったバネ)は、一部は、少なくとも3世代までのクォークやレプトンを作る材料となる。
(これらが、非対称性(CP対称性の破れ)に分解することによって物質が反物質を上回ると考えられることは前にも述べた。(→考察9素スピノールのネットワークのフラクタル、3つの世代、階層性について))
3世代までのクォークやレプトンになり損ねた方は、そのまま残る。 それがダークマターを構成するものの正体であるとすれば、やはり、つじつまがうと思われる。
(“銀河系の周辺に行くほど、物質の比率が減り、ダークマターの比率が上がる”ことと合致する →考察3)
以上をもとに、いよいよ、一般3Steps理論のアプローチによって、“この宇宙”の開闢からの歴史を見ていく。
存在する力
|
起きる変化
|
登場するもの、起きること
|
重力&
原始的な力
(原始的な電磁気力)
|
中心に物質由来のプレオン∴×4(“グルーオン”×2)
の “4角形”(縮みきったバネ)が高密度に大量に存在
(=グルーボール?)
(Δ光子を介在させて結びついている=by“原始的な力(原始的な電磁気力)”)
その周囲に、非常に高密度の「重力子&“4角形”(縮みきったバネ)」が放出されている。
=非常に強い重力場が周囲に出来ている。
(=周囲に原始ヒッグス場由来の“4角形”(縮みきったバネ)が高密度に存在
(素スピノール×4 に相当する))
※同一の物理状態のボソンが凝縮しており、秩序がとても高い
(=エントロピーが低く、エントロピー増加の余地あり)
|
“プレオン∴×4”の
“4角形”(縮みきったバネ)
∴ ∴
∴ ∴
Δ光子:
(原始的な力(原始的な電磁気力))
素スピノール×4の
“4角形” (縮みきったバネ): :
|
↓ビックバウンス&インフレーション
※ プレオン∴×4の“4角形(縮みきったバネ)”の凝縮(密度)が指数関数的に減るとともに、
プレオン∴×4の“4角形”(縮みきったバネ)の分散(分布の広がり)が指数関数的に増幅する。
(同時にフラクタルな分布のゆらぎを生じる→ダークマターの分布の起源となる)
プレオン∴×4の“4角形”(縮みきったバネ)→“4面体”により、
非常に高いエネルギーが放出される
(これが、ビッグバン (あるいは“ファイヤー・ボール”(“ビッグバン”の元々の呼び方))の実体であると考えられる)
|
フラクタルな宇宙空間
エネルギー密度=“プレオン×4の密度”
のフラクタルな分布
→銀河、銀河団、超銀河団、ボイド&グレートウォール…の起源になる
=ダークマターの分布の起源
|
|
↓
|
|
重力
電弱力
(実際は原始的な電磁気力
のみ)
|
このビッグバン(“ファイヤー・ボール”)の非常に 高いエネルギー状態を利用して、
(プレオン∴×4の“4面体”から生じた)“4角形”(四極子)の一部から、
少なくとも3世代までの“クォーク&レプトン”が、対称的に生成される。
「プレオン∴×4の“4角形”(四極子)→グルーオン∴ ∴→クォーク&レプトン(1〜3世代)」の変化
プレオン∴×4 |
|
グルーオン |
|
クォーク&レプトン
|
∴ ∴
∴ ∴
|
→ |
∴-∴
|
→
|
∴
∴ ∴
|
→ |
∴
∴ ∴
∴ ∴
∴ ∴ ∴ ∴
|
→ |
∴
∴ ∴
∴ ∴
∴ ∴ ∴ ∴
|
∴
∴ ∴
∴ ∴
∴ ∴ ∴ ∴
|
∴
∴ ∴
∴ ∴
∴ ∴ ∴ ∴
|
|
|
|
|
|
第1世代
|
|
第2世代
|
|
第3世代
|
※「物質の凝縮&宇宙の膨張」が進むのに合わせ エネルギー密度が低下する。
そのどこかのエネルギーレベルで、プレオン∴やΔ光子は、単独では存在しにくくなり、
その後、プレオン∴やΔ光子はずっと閉じ込められるようになると考えられる。
|
プレオン∴×4(四極子)
→グルーオン∴-∴
→クォーク&レプトン
(ダウンクォーク、アップクォーク
ストレンジクォーク、チャームクォーク
ボトムクォーク、トップクォーク
電子、電子ニュートリノ、
ミューオン、ミューニュートリノ
タウオン、タウニュートリノ…
およびそれぞれの反粒子)
Δ光子・・&
“プレオン∴の閉じ込め”
|
|
↓「物質の凝縮&宇宙の膨張」が進む
のに合わせエネルギー密度が低下する |
|
重力
電弱力
(実際は原始的電磁気力と
ふつうの電磁気力のみ。
以下、単に“電磁気力”
と表記)
|
重力子の重ね合わせが生じるとともに、原始ヒッグス場の“4面体”が生じ始める。
その結果、電磁波としての光子や仮想光子が存在できるようになってくる。
(それでも高エネルギーなので、一部で、物質と反物質のペアが対生成・対消滅を繰り返す
→その対消滅の過程で、電磁波としての光子が放出される)
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光子(電磁波)
仮想光子&ふつうの電磁気力
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↓「物質の凝縮&宇宙の膨張」が進む
のに合わせエネルギー密度が低下する
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重力
電弱力
(電磁気力&弱い力)
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(少なくとも第3世代までできたクォーク&レプトンから)
CP対称性の破れにより、非対称的に第1世代まで分解される。
(※質量のないウィークボソンに基づく弱い力による)
その結果、物質が反物質より優位になる。
アップクォーク>反アップクォーク、ダウンクォーク>反ダウンクォーク)
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ウィークボソン→弱い力
アップクォーク、ダウンクォーク
電子、ニュートリノ…
からなる物質世界
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↓「物質の凝縮&宇宙の膨張」が進む
のに合わせエネルギー密度が低下する |
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重力
強い力
電弱力
(電磁気力&弱い力)
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一部で、次のような変化が進む。
「クォーク3つ→中性子」「反クォーク3つ→反中性子」の変化(クォークの閉じ込め)
※グルーオンに基づく強い力による。
(※物質優位なので、当然、中性子>反中性子となる)
「中性子→陽子+電子+反電子ニュートリノ」の変化
「反中性子→反陽子+反電子+電子ニュートリノ」の変化
(厳密には、
「ダウンクォーク→アッブクォーク+W−ウィークボソン(→電子+反電子ニュートリノ)」の変化
「反ダウンクォーク→反アッブクォーク+W+ウィークボソン(→陽電子+電子ニュートリノ)」の変化)
※いずれも、質量のないウィークボソンに基づく弱い力による。
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強い力
(物質としてのクォーク&グルーオン)
“クォークの閉じ込め”
中性子
陽子、電子
反電子ニュートリノ
反中性子
反陽子、反電子
反電子ニュートリノ
光速で動くウィークボソン(質量なし)
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↓「物質の凝縮&宇宙の膨張」が進む
のに合わせエネルギー密度が低下する
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重力
強い力
電磁気力
弱い力
※ここでの電磁気力とは、
仮想光子を介するふつうの電磁気力と、Δ光子を介する原始的な電磁気力(原始的な力)を意味する
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“4角形”→“4面体”の相転移により
ウィークボソンのヒッグス場が完成。
(=電子ヒッグス場、ニュートリノヒッグス場、原始ヒッグス場の完成)
→ウィークボソンが質量を獲得する。
現在の、いわゆる“4つの力”がそろう。
同時に、電子場、クォーク場、陽子場… などの、他の場(ヒッグス場)も完成。
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完成したウィークボソンのヒッグス場
質量のあるウィークボソン
電子場(電子ヒッグス場)
クォーク場(クォークヒッグス場
=中間子ができる場)
陽子場、中性子場…
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上記のような一般3Steps理論&“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)のパラダイムは── 時空の変化とともに、各種の力が、素スピノールの自己組織化によって、それぞれに創発してきたことを示している。
つまり、4つの力は、分岐してきたように見えるだけにすぎず──
実際には、宇宙の始まりの時点で、純粋な重力(重力子)や原始的な電磁気力(Δ光子)がすでに存在し── ふつうの電磁気力、強い力、弱い力が、“原始ヒッグス場の“4角形”(縮みきったバネ)”“プレオン∴×4の“4角形”(縮みきったバネ)”など を材料として、相転移や、組み分け&組み合わせによって生じてきた、と考えられることを示している。
つまり、“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)のアプローチによると── 重力は、はじめから重力として存在していたし、電磁気力も、はじめから電磁気力として存在していたし、強い力も、弱い力も、はじめからそれぞれの力として存在していたことがはっきり読み取れる。
(そもそも、電磁気力と弱い力は、「1つの統一された理論(電弱統一理論)で説明できる」というだけのペアであり、“力そのものを統一できる”という性質を持つペアではないと言える。 そういう意味でも、やはり、たとえ理論は統一できたとしても、力自体は統一できないと言える。)
それぞれの力は、自己組織化による創発とともに存在するのである。
“EMOES”(素スピノールからの創発モデル)は、次の予測を立てる。
予測11.1 4つの“力”そのものの実体的な統一は、実在しえない。
※一方、やはり、“4つの力”の理論(モデル)の統一は、ある程度は可能かと思われる。
3.宇宙の進化と、力の創発
《宇宙の進化の基盤》
この一般3Steps理論および素スピノール理論のアプローチでは──
宇宙の始まる直前において、フェルミオンであるプレオン∴は、“グルーオン×2の“4角形”(=プレオン∴×4の“4角形”)”(縮みきったバネ)の形をとり、(同一の物理状態で同位置を占められる)ボソンになることによって、“フェルミ圧”を消失させていると考える。
(それは、高密度に圧縮され、体積が極めて小さい宇宙の始まりの直前にふさわしい状態だと思われる)
そして、このアプローチでは、宇宙が始まってから存在する、ほとんどのプレオン∴は、この““4角形”(∴×4)(縮みきったバネ)”由来で作られ、存在するようになったと考える。
しかし、一方で、単純な算数で、「“∴×4 = : :×3”」であるので── 「: :×3 →∴×4」(原始ヒッグス場の“4角形”(縮みきったバネ or 四極子)3つ→プレオン∴4つ)といった形の変化も、きわめて特殊な条件の下で、少数ではあるが、起こりうるのではないかと考えてみた。
(それは、: :から、1つの・を取り除けば、∴になるので、「: :→∴+・」×3→∴×4 というように反応が進むのかもしれないし──
あるいは、「: :×3→ : ×6 →∴×4」 といった段階を踏んで反応が進むかもしれない。 詳しい考察は、今後の課題である)
(また、同様に、逆の変化「∴×4→: :×3」も、少数ではあるが起こりうると思われる)
そのことを、次のような仮説としてまとめてみる。
仮説11.6 素スピノール×4の“4角形”: :”と“プレオン∴”は、特殊な条件の下で、「: :×3 ←→ ∴×4」のような形で互いに変換しうる。
※プレオン∴のごく一部が、「∴×4→ :×6 →: :×3 」により、重力子の“4角形”に変化する過程は、「プレオン∴×3のクォーク&レプトンから、プレオン∴×4の“4角形”を生じる過程」と相似であると言えるかもしれない。
この互いの変換の過程は、基本的に、宇宙がはじまる直前などの超高密度&高圧の極限状態でのみ達成可能だと思われる。
そして、さらに、以下の仮説を立てた。
仮説11.7 超高密度&高圧の極限状態に限定して変化しうる“: :と∴の比率”が、宇宙の物理定数(パラメーター)を決める。
この仮説が正しければ、宇宙が始まる際などに確立された、この“: :と∴の比率”が、その後宇宙の状態、ふるまい、変化、素粒子の特性… の性質を決定づけることになる。 また、“: :と∴の比率”を変えるのは、極限状態限定であるという理由によって、いったん出来上がった宇宙の中では、物理定数は一定で変わらないことになる。
また、正しければ、この超高密度&高圧の極限状態を経ることによって── 宇宙(時空)は、その物理の法則(物理定数(パラメーター))を、わずかに書き換えることが可能であることになる。
※“: :と∴の比率”の変化は、実際に、各種の力について変化を与えうるだろうか?
“: :と∴の比率”の変化は、結果的に、重力場の強さの変化を通じて、電磁気力の強さに変化を与えると考えられる。
(なぜなら、例えば、“∴”より“: :”が相対的に増えることによって、重力場(“4角形”(縮みきったバネ)の密度)の大きさが低下し── その結果、“4面体”のバネが減り、光子が進みやすくなると同様に、電磁場を作る仮想光子も生まれやすくなると考えられるからである)
一方、“: :と∴の比率”の変化は、結果的に「Δ光子数 :と∴の存在比率」にも影響するので、プレオン同士を結びつける“原始的な力”の強さを変えると考えられる。
一方、グルーオンやクォークは、すべて∴で出来ているので、「グルーオン数とクォーク数の比率」は、“: :と∴の比率”の変化の影響を受けないように見える。
しかし、“: :と∴の比率”の変化は、結果的に、“: と∴の存在比率”の変化(原始的な電磁気力の強さの変化、クォークやグルーオンの出来方の変化)や、グルーオン場の変化(時空に対するグルーオンの存在比率の変化)に影響するので、それらを通じて── “強い力の強さ”を変えると考えられる。
ウィークボソンや弱い力の性質についても同様である。 “: :と∴の比率”の変化は、結果的に“: と∴の存在比率”の変化(原始的な電磁気力の強さの変化、電子、ニュートリノ、ウィークボソンの出来方の変化)や、各種の場の変化に影響するので── “弱い力の強さ”を変えると考えられる。
※“CP対称性の破れ”は、弱い力を介して達成されるので── 「∴と: :の比率」の変化は、間接的には“CP対称性の破れ”の程度にも影響を与えうると考えられる。
一方、重力は、どうだろうか。
重力──重力場とは、質量が生み出す「重力子&“4角形”(縮みきったバネ)」の総和そのものである。
質量とは、「重力子&“4角形”(縮みきったバネ)」の放出能力そのものであり、その「重力子&“4角形”(縮みきったバネ)」の総和が“重力場そのもの”である。
つまり、質量とは、それが生み出す“重力場そのもの”によって測られる(定義される)ものにすぎず── 質量=“重力場”である。
したがって、“: :と∴の比率”がどのように変化したとしても、重力の大きさは、変わらずに存在するのではないだろうか?
したがって、次の仮説を立てた。
仮説11.8 “: :と∴の比率”の変化は、重力定数を変化させない。
※質量の大きさと“重力の大きさ”の関係は、いつでどこでも不変であることになる。
4つの力について、次のように整理することができる。
力の種類
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重力
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電磁気力
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強い力
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弱い力
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荷量
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質量
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電荷
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色荷
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弱荷
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場
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重力場
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電磁場
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グルーオン場
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ウィークボソン場
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荷量と場の関係
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荷量=場
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荷量≠場
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荷量≠場
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荷量≠場
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一定の荷量に対する
ボソンの密度の変化
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変化しえない
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変化しうる
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変化しうる
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変化しうる
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力の大きさ
(結合定数)
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変化しない
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変化する
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変化する
|
変化する
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質量とは、重力場を生む能力であり、その物体が生じる重力場そのものである。 質量と、その質量が生む重力場は、等価である。
よって、たとえ何かの物体の質量が増加したら必ず重力場も、それに比例して増加するので、重力定数は、変化しようがないことになる。
この“ 荷量=場”という性質を、重力のみが持っていることを、この表が示している。
(質量の実体は── 原始ヒッグス場の“4角形”(縮みきったバネ)の放出能力であると前に論じた。 “考察2”
一方、重力場の実体は、放出された“4角形”(縮みきったバネ)の総和である。 したがって、“ 荷量=場”となる。)
※なお、重力定数は、G=2πc3Lp2/h で計算できるのであった。(考察2)
h=2πTpEp、c=Lp/Tpを代入すると── G=3Lp3/Tp2Ep となる。
よって、「プランク時間も、プランク距離も、プランクエネルギーも、一定なので、重力定数Gも一定である」と言うこともできると思われる。
(詳細は今後の課題である)
プランク時間も、プランク距離も、プランクエネルギーも、一定という土台の上で──
“ 荷量=場”(質量=重力場)という性質を持つところの重力──
“より原始的&普遍的な力、重力”は変化せず──
その中で、
「重力だけを持つ宇宙」→「重力と、Aという力だけを持つ宇宙」→「重力とAとBという力を持つ宇宙」→「重力とAとBとCという力を持つ宇宙」→ …
という具合に進化してきたと考えられるのである。 (参考── 進化の流れ(一般3Steps進化論)、考察11Cocmological Natural Selection〈宇宙論的自然選択〉について)
つまり、重力以外の力は、“重力という土台の上でコツコツと進化する”ことに基づいて、創発してきたと考えられるのである。
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