あるおじいさんから、『目の前の空間には、「U=-GMm/r」のマイナスの位置エネルギーがあるのだ。』と聞いたことがあります。

補足

あるqtlおじいさん(111211332さん)こんばんは。 (ぽんきちさんでないもう一人の回答者さんのことです) まだ、目の前にマイナスの位置エネルギーがあるとお考えなのですね。 では、貴方はその負のエネルギーを使って虚数空間か虚数時間へ飛んで行ってみてください。つまり「E=maL=mL^2/t^2」なのでエネルギーEが負だと、距離L又は時間tが虚数であるということですから。 成功をお祈りしています。成功の暁には、是非「オカルトカテ」で披露されてください。さようなら。 あるおじいさん、物理独学一生頑張って見てください(^^)/

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ThanksImg質問者からのお礼コメント

ぽんきちさん、ありがとうございました。 あるおじいさん(111211332さん)が闖入され、荒らされたことは大変残念です。 あるおじいさん、引き続き物理独学頑張ってみてください。

お礼日時:1/21 19:40

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> この様に、物体Oや地球がなくなると、空間はありますが位置エネルギーUはなくなります。 → そんなの当たり前でしょ。物体が無くなれば位置エネルギーは無くなるに決まっています。そういう低レベルな話ではなくて、ここで考えるべきポイントが2つあります。 (1) 位置エネルギーはどこにあるのか? 位置エネルギーといってもいろいろありますが、まず、分かりやすい例として、バネによる位置エネルギーを考えてみましょう。この場合には、バネの金属が変形している部分に蓄えられていると考えるのが妥当でしょう。 では、静電荷のクーロン力による位置エネルギーはどうでしょうか?2つの電荷を結ぶ直線上に蓄えられているのでしょうか? ここで電気力線を考えてみましょう。二つの電荷が近づくと、下図のように電気力線が歪みます。この歪んだところに位置エネルギーが蓄えられていると考えるのが妥当でしょう。クーロン力は無限遠にまで影響を及ぼすので、電気力線も無限遠にまで歪みます。ということは、厳密に言えば、この宇宙の空間全体に位置エネルギーが蓄えられています。ただし、遠方にいくほどその量は少なくなるので、位置エネルギーの大部分は二つの電荷を囲んだ近くに蓄えてられていると考えるのが現実的でしょう。 では、重力による位置エネルギーはどうでしょうか? ニュートン力学では、クーロン力と同じように「重力線」とでも言うべき線を書くことができるので、クーロン力と同様に考えることもできます。あるいは、一般相対性理論で時空の歪みが重力になると考えても、時空が歪んだところに位置エネルギーが蓄えられていると考えることができます。この場合にも、宇宙の空間全体に位置エネルギーは蓄えられていますが、現実的には2つの物体を囲んだ近くに大部分が蓄えられていると考えるのが妥当でしょう。 (2) 位置エネルギーに確定値はあるのか? 高校や大学の初級で学ぶ範囲においては、位置エネルギーはどこを0にしてもよく、確定値はないとされます。無限遠を0にすれば、 U = -GMm/r となりますが、地球の表面を0として、 U = -GMm(1/r-1/R) とする形もよく使われます。こうすれば、位置エネルギーはすべてプラスになります。この式を、地表近くで1次近似した式が、高校で習う U = mgh です。hは基準面からの高さなので、地面を0にしてもよいし、教室の床を0にしてもよいし、教室の机の面を0にしても構いません。自由です。なぜ、どこを基準にしてもよいかと言えば、位置エネルギーはその値自体に意味はなく、値の差に意味があるからです。 さて、ここまでが初級編ですが、相対性理論のE=mc^2 が正しいとすると、位置エネルギーにも確定値があるのではないかという考えが浮かびます。エネルギーと温度は似たような性質を持っていますが、温度の場合、日常的には摂氏でも華氏でも、好きな温度を0に決めて使えばよいのですが、実は絶対温度というものがあります。同じように、位置エネルギーにも確定値があるのではないかということです。 これを考えるヒントは、原子核の結合エネルギーです。原子核の結合エネルギーというのは位置エネルギーの一種ですが、このエネルギーが増減することによって実際に観測される質量が変化します。これを詳しく分析すれば、どこを基準点0にした位置エネルギーが真の値であるかを決定することができるのではないかと予想されます。 なんちゃらサークルの爺さんたちにも、どうせなら、ぜひ、こういう建設的な議論を進めてもらいたいと思います。

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特別顧問として一つ忠告をしておくと、何でも「そのとおりですね」で片づけていたのでは進歩はありませんよ。批判して、議論して、考えていく中に進歩があります。爺さんは経験がないかも知れませんが、大学でゼミを行うのもそのためです。毎回、コピペを貼り付けるのではなく、個別の論点を一つ一つ議論していくことが大切なんですよ。