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高3です。加速時にGが掛りますが、加速度の基準となる静止している空間には何があ...

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ID非公開さん

2016/12/2507:56:47

高3です。加速時にGが掛りますが、加速度の基準となる静止している空間には何があるのですか。

何もなければ、基準となる空間は特定できないと思います。

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catbirdさん

2016/12/2512:22:05

物質も光もエネルギーも全ては、超ひもの振動で表されます。そして、真空中には振動していない「超ひもの網」があります。これが「相対的静止系」です。その上を物質や光が振動として伝わります。

では、私が「超ひもの網」に辿り着いた思考過程を説明します。
①どうして、速度の上限は光速なのですか。
②どうして、光は真空中を一定速度の光速cで伝わるのですか。
③ニュートンのバケツは、何に対する回転速度に応じて水面に凹凸差が出来るのですか。
④加速する自動車の中で、この車は静止していると強く念じると、今まで体に掛っていたGは消えるのですか。
⑤どうして、真空に強い光を照射すると電子と陽電子が対生成するのですか。
⑥どうして、物質と反物質が衝突すると光を放射して対消滅するのですか。
⑦どうして、物質とエネルギーは等価なのですか。
⑧どうして、「光速度不変の原理」が成立するのですか。
⑨どの様な仕組みで、時間や空間が変化するのですか。
⑩「真空の相転移」とは何ですか。
⑪「自発的対称性の破れ」とは何ですか。

①から⑪の疑問を考え抜いた結果、「超ひもの網」に到達しました。では、私の考えを説明します。
①真空中には「超ひもの網」があります。超ひもの振動自体が光速cで伝わります。ですから、光は真空中を光速cで伝わります。

②物質も本来その上を光速cで伝わろうとしますが、「超ひもの網」にはヒッグス場があり、物質が動くとヒッグス粒子が生じまとわり付き物質は動き難さ(質量)を与えられ、光速未満でしか動けません。

③この様に、物質は「超ひもの網」に対して移動すると、慣性質量を与えられます。ですから、この「超ひもの網」に対してニュートンのバケツが回転すると、中の水は慣性質量を与えられ慣性力により外に飛び出そうとします。それをバケツの側面が押えるので、水は盛り上がり水面に凹凸差が生じます。

④「超ひもの網」に対して加速運動すると、物質にGが掛ります。ですから、「超ひもの網」に対し加速運動する車の中で、幾らこの車は静止していると強く念じても、体に掛ったGは消えません。

⑤真空中には振動していない「超ひもの網」があります。光も超ひもの振動です。ですから、振動していない「超ひもの網」(=真空)に光としての強い振動を与えると、「超ひもの網」が振動を始め、電子と陽電子としての振動になります。

⑥逆に、電子と陽電子としての振動を一緒にすると、光としての振動になります。従って、電子と陽電子は消えた様に観測されます。

⑦物質も物質を動かすケージ粒子(エネルギー)も「超ひもの網」の振動です。ですから、物質としての「超ひもの網」の振動が、エネルギーとしての「超ひもの網」の振動に変換されます。当然、逆も起こります。

⑧この様に、物質もそれを動かすエネルギーも「超ひもの網」の振動です。ですから、それらが移動速度や伝わる速度が光速を超えることはありません。高速で移動する物質にエネルギーを加えても、加えるエネルギーも光速が限界なので、物質の速度が光速に近づくに従いエネルギーを加え難くなります。そして、幾らエネルギーを加えても、物質は光速を超えることはありません。
ですから、「超ひもの網」上を伝わる速度が光速に近づくに従って、物質は動かし難くなります。時計を構成する粒子が動き難くなるので、高速で移動する時計は遅れます。
vで移動する粒子は静止時の√(1-V^2/C^2)倍しか動かないので、質量が1/√(1-V^2/C^2)倍に増えた様だと言います。これを相対性理論ではm=m0√(1-V^2/C^2)と表現します。
ですから、vで移動する時計は静止時の√(1-V^2/C^2)倍でしか動けないので、1秒間に√(1-V^2/C^2)秒を刻みます。故に、時間の座標の変換式は
t'=t√(1-V^2/C^2)
です。
一方、「超ひもの網」上を原子が高速移動すると、電子が動き難くなり回転速度が落ち遠心力が弱まり原子核の電磁気力に引かれ、より小さい軌道を回る様になります。この仕組みにより、vで高速移動する物質は進行方向に√(1-V^2/C^2)倍収縮します。これを「ローレンツ収縮」と言います。
vで移動する定規は、進行方向へ√(1-V^2/C^2)倍収縮するので、距離は逆に1/√(1-V^2/C^2)倍長く測定されます。その間、観測者自身がvt[m]移動しています。ですからX軸(進行方向)の距離の変換式は
x'=(x-vt)/√(1-V^2/C^2)
です。Y軸Z軸方向には変化がありません。ですから
y'=y、z'=z
です。時間と3次元の変換式をまとめると「ローレンツ変換」になります。
物質がこの様に変化すると、光速度を遅れた時計と収縮した定規で測定するので、「光速度は不変」と観測されます。

⑨ですから、高速移動によって時間や空間自体が変化しているのではありません。物質が上記のとおり変化しているのです。また、時間や空間には実体がなく構造を持たないので変化する仕組みは未来永劫説明出来ません。

⑩真空中に振動していない超ひもがあります。「超ひもの網」が形成される以前は、振動していない超ひもが、バラバラに飛び回っている対称性の高い状態でした。「超ひもの網」が形成された後は、超ひもは中心軸にキチンと並んで網状に結び付き対称性の低い状態となりました。相転移とは、対称性の高い状態から低い状態に転移することを言います。真空が対称性の高い状態から低い状態に転移したので、これを「真空の相転移」と言います。

⑪宇宙のエネルギーが低下し、一本の超ひもが中心軸を決めると、他の超ひもはそれにならって次々と規則正しく並び網状に結び付きます。これを「自発的対称性の破れ」と言います。

以上です。私の「超ひもの網」は、相対性理論が否定する「絶対静止系」ではありません。何故なら「超ひもの網」が空間中をどれだけの速度で移動しているか分からないからです。
空間自体に原点Oの印を付けることは出来ません。また、ここが原点Oであると指さしても、指自体が動いているかも知れません。ですから、「超ひもの網」は「相対的静止系」です。

私は、これらの疑問を全身全霊で考え尽くした結果、「超ひもの網」と言う解に辿り着きました。


私の「超ひもの網」を理解するには、先ずどうして光(宇宙背景輻射)は一定速度の光速cで真空中を伝わるのかを考えなくてはなりません。

それぞれの光(宇宙背景輻射)が、様々な速度で移動する系を光速cで伝わっているとしたら、決して地球は宇宙背景輻射の中を370[㎞/秒]で移動していると観測されません。

それぞれの光(宇宙背景輻射)は、同じ一つの空間S00(相対的静止系)を光速cで伝わっているからこそ、地球は光(宇宙背景輻射)の中を370[㎞/秒]で移動していると観測されるのです。

では、光(宇宙背景輻射)が伝わっている特別な系S00とは一体何でしょうか。それを考えるにはどうして光速cが速度の上限なのかを考える必要があります。
あらゆるものは1本の超ひもの振動として表されます。つまり、光も超ひもの光としての振動です。
そして、1本の超ひもの長さはプランク距離Lp[m]です。この上を光の振動が光速c[m/s]で伝わります。この光の振動が、1本の超ひもの端から端まで伝わるのに要する時間がプランク時間Tp[s]です。ですから
プランク距離Lp÷光速c=プランク時間Tp、∴c=Lp/Tp
です。

この光としての振動が、真空中も同じ光速cで伝わります。このことから導かれる結論は、真空中には超ひもが繋がった網があり、光としての振動は真空中を(「超ひもの網」上を)そのまま光速cで伝わっているです。
ですから、この「超ひもの網」が相対的静止系S00です。

次に「超ひもの網」の形成について説明します。
宇宙開闢の初期、一本一本の超ひもはバラバラで自由に光速を超えて動き回っていました。ですから、宇宙開闢の初期において、ものは光速を超えて四方八方へ飛び散ることが出来たのです。したがって、現在宇宙開闢後138億年しか経過していないのに、138億光年以上離れた天体から全く同じ宇宙背景輻射が届くのです。つまり、ものは一瞬光速を遥かに超える速度で飛び散ったので、138億年で138億光年以上移動することが出来たのです。

次第に宇宙のエネルギーが低下しました。そして、終に「真空の相転」移が起こり、超ひもは網状に繋がりました。
「相転移」とは、水蒸気の水の分子がバラバラでランダムに飛び回っている状態から、温度が低下し氷の分子が規則正しく並ぶ変化を言います。水蒸気は水の分子がランダムに移動しており、それらは空間の特別な方向を選んではいません。ですから、高い対称性を保っています。
しかし、氷は中心軸が決まると、それに従って水の分子が規則正しく並びます。この様に、氷は中心軸と言う特別な方向を選んでおり、対称性が低くなります。

再度、別な角度からアプローチします。水蒸気の水の分子はランダムに動き回っているので、どの方向から見ても同じです。ですから、どこから見ても対称性が成立します。これを対称性が高いと言います。
一方、氷の水の分子は規則正しく並んでおり、見る方向により違う形に見えます。ですから、対称性を保つには、特定の方向から見なければなりません。これを対称性が低いと言います。

この様に、高い対称性から低い対称性に転移することを「相転移」と言います。超ひもも、宇宙開闢当初バラバラでランダムに飛び回っていたので、高い対称性を保っていました。

しかし、宇宙のエネルギーが低下し、超ひもは規則正しく網状に繋がりました。ですから対称性が低くなったのです。こういう意味で、超ひもがバラバラで自由に飛び回り対称性が高い状態から、規則正しく並んで結びつき対称性が低い状態に転移することを、「真空の相転移」と言います。

  • catbirdさん

    2016/12/2512:22:48

    1本の超ひもが中心軸を選ぶと、他の超ひもは次々とそれに倣って同じ中心軸で並びます。これを「自発的対称性の破れ」と言います。

    次は、真空について説明します。光や物質として振動する超ひもは光や物質として見え、その振動が止まると真空に見えます。
    しかし、相転移前の真空は、振動していないバラバラの超ひもがランダムに飛び回っています。一方、相転移後の真空は、網状に規則正しく繋がった振動していない「超ひもの網」があります。こういう意味で、真空が対称性の高い状態から低い状態に転移したので「真空の相転移」と言います。

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2016/12/2514:10:46

まさか直方体の動きについて論じていると思った?
高校の力学で論じるのは「質点の軌道」だよ。
この時点で現実とかけ離れた世界を想定していることに気づかないと。

現実から力学を論じるに当たり必要な要素だけ抽出された世界で演算された結果を
実際の現象の予測に再適用しているのです。

kl2********さん

2016/12/2513:59:44

等加速度の問題でも、問題の注釈に摩擦や空気抵抗はないものとすると、非現実的な設定がされてますよね。

そんなことはあり得ないと問題に食ってかかったところで点数はもらえません。

理屈バカの極みですね。

ideasさん

2016/12/2513:42:56

物理で空間とは座標系を意味します。計算するために考えられたモノで実体はありません。

物体が加速するための推進力を得るためには必ず蹴飛ばす相方が必要です。ロケットなら噴射ガスです。こちらは物理的実体を伴います。

>加速度の基準となる静止している空間には何があるのですか。

運動の第3法則から作用反作用には質点Aと質点Bの2者を考えなければいけない。「加速度の基準となる静止している空間」すなわち座標系には「その運動を記述される2物体」があると言えます。

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asn********さん

2016/12/2508:11:27

疑問はごもっとも。

なので、そのような基準となる空間(座標系)が存在することを
公理として設定したのがニュートンの力学三法則の第一番目です。

第一法則は第二法則の特別な場合とも見えますが、普通の解釈では
第一法則は基準系(慣性座標系)の存在を主張していると考えられて
います。

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