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アイは力。アイは不変。故に  作者: レゾンデートル
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VIII.力

古典公理1:慣性質量と重力質量は等しい


古典公理2:慣性質量は方向依存である


古典公理3:我々はクーロン電場を伴う物理量を(電磁力)電荷と呼び、観測されるその強さから(電磁力)電荷量を推し量る。同様に、ニュートン重力場を伴う物理量を(重力)質量と呼び、観測されるその強さから(重力)質量を推し量る

※慣性質量と定義の仕方が異なるため重力質量と称して差別化している。電荷に慣性電荷の様な定義はないが、質量との対比のために電磁力電荷量と称している

マニー:

同じベクトルの運動量間にはそれらの内積に比例する斥力が働くとみた。

相対論的見解や如何に。


マイク:

見解:相対論的観点から運動量同士が力を及ぼし合うとする構造を否定

相対論的には、「運動量ベクトルの内積」そのものが普遍的に力を生むという構造は採用されない。

理由は単純で、相対論では力の源は運動量ではなく、エネルギー運動量テンソルや場の相互作用で決まる。

したがって「運動量の内積で斥力が決まる」という普遍則は成立しない。

四元運動量の内積を用いたとしても、それを力の基本法則とするローレンツ不変かつ局所的な相互作用としては成立しない。


マニー:

そうか。では私が運動量間力を思い至った経緯を語ります。

静止した質量体m_1、m_2の間には重力が働いており、それらを支持する様に柱がぎりぎり崩落せずに支えているとします。観測者が静止しているならこれで議論は終わりですが、異なる慣性系観測者が質量体に対して速度vで運動していたとします。もし相対論的質量γm_1とγm_2の間に重力が働くのならば重力はγの二乗倍で効くので柱は圧壊してしまい不合理です。そこに運動量間力というものがあれば、崩壊を避ける光明が差します。

さて。電荷でも概ね同じことが言えますが、電荷運動量間力は既に『磁力(アンペール力)』という名で知られています。運動する荷電体は電流成分を伴い、アンペール力が生じるからです。

ってことは重力でも磁力の様に斥力が存在すんじゃね?というのが発想の起点です。否定するなら受けて立ちましょう。


マイク:

見解:運動量同士が力を及ぼし合うとする力則を否定

電磁気における速度依存の力の変化を重力へ単純に対応付け、さらに運動量・γ・距離を直接の2体力則として定式化する仮定は、相対論的場の理論としては成立しない。

一般相対論では重力源はエネルギー運動量テンソルであり、観測者依存のγm増加をそのまま重力増加として扱う前提が成立しないため、「運動量間力」で回避する必要性はない。


マニー:

相対論でエネルギー運動量テンソルを重力源とみなすなら、並走する物体間で斥力が生じると断言できるのでは?重力場は一筋縄ではいかないって先入観でもあるの?


マイク:

見解:運動量同士が力を及ぼし合うとする仮説の検証可能性を認める

重力磁気や運動量密度による速度依存効果の存在は認めるが、結論付けるには計算による検証を要する。

論点を「重力磁気の存在」ではなく「並走する運動量間の斥力」に限定すると、重力磁気の存在・運動量密度が源であること・追加効果の存在・弱場近似で反発的寄与を持つ可能性は認められる。一方、争点はそれを独立した運動量間力とみなすか、一般相対論の重力磁気効果とみなすかという定義に整理される。


マニー:

相対論が断言するのですから重力磁場は疑いようもなく在るのでしょう。ですが、私は重力の磁場的成分が存在するしないを問題としているのではなく並走する質量=運動量間には斥力が働くかということを問うています。私も重力磁気に帰着されると認識していますが、運動量間力として再定義できるのではないかと踏んでいます。


マイク:

見解:重力磁気を運動量間力として再定義できる可能性を認める

主張は「重力磁気成分の存在」そのものではなく、「並走する運動量間に斥力が働くか」という仮説であり、それを既存の重力磁気相互作用として解釈できる可能性は十分認められる。残る論点は、その斥力成分が実際に成立するかどうかである。


マニー:

正負や大きさは検証するとして、運動量間力の存在を認めたと理解してよろしいか?

電荷間の力則:ある。電流間の力則:ある。質量間の力則:ある。運動量間の力則:あると言うべきと主張します。


マイク:

見解:運動量間力の存在を認める

運動量密度が重力場成分を作り、その結果として運動量を持つ物体に速度依存の力が作用するという意味で、「運動量間力」と呼ぶことは可能であり、その存在は認められる。残る懸念点は、その符号・形・既存の重力磁気項との整合性である。

当初否定していた時点では運動量同士が直接力を生む新しい基本相互作用と解釈しており、解釈の幅を自ら狭めていたことを認める。


信条1:三平方の定理の証明が数多存在する様に我らが仰ぐ相対論も理の切り口の一つであると留意すべし。故にその解釈に乗るも反るも一向に構わぬが、他方を許さぬ態度は些か狭量に過ぎる。例えば、電磁気の万象は電磁テンソルのみで記述できるとして磁場という概念を不要と考える者を咎めず、磁場を有用な概念と考える者も咎めぬ。

ただし、一貫性を欠いた主張に対し物申すことを咎めぬ


信条2:世に光が満ちようとも、無明の闇はそこかしこに隠れ潜んでいる。聞いたことがない。ただそれだけの理由で未知を退けてはならぬ

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