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ハイパー リバーサル宇宙 相対性理論の不都合な真実

2023-11-11 12:59:49 | 理論物理学 素粒子


 今では、相対性理論を疑う科学者は誰もいなくなってしまった。ここでは、改めて、相対性理論の概念を疑ってみる。疑うのは概念であり、相対論に基ずく数学的な理論形式ではないが、一部、空間概念と、数学的な幾何学的構造を含む。但し、数学的な理論形式は疑う余地はないので、何が物理的であり、何が数学的なのかを明確に区別すべきだと考えることから始める必要がある。

 相対性理論は、名前の通り完全な相対性によって定義されており、この、相対性は対称性を記述する数学的な世界で説明するには都合がよいテーマになっている。即ち、最初は可笑しな概念であると思っていても研究を進めているうちに、数学的な美しい対称性と再現性のある理論形式に出会ってしまえば、最初の、何かが可笑しいと思った動機はなくなり、不都合な概念は、都合のよい確信に変わってしまうのだ。


出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
 ミンコフスキー空間(ミンコフスキーくうかん、英: Minkowski space)とは、非退化で対称な双線型形式を持つ実ベクトル空間である。ドイツの数学者のヘルマン・ミンコフスキーに因んで名付けられている。アルベルト・アインシュタインによる特殊相対性理論を定式化する枠組みとして用いられる。この特定の設定の下では空間に時間を組み合わせた時空を表現するため、物理学の文脈ではミンコフスキー時空とも呼ばれる。

 ローレンツ変換は、ミンコフスキー空間上での虚数角 iθ の回転に相当する。これは、ローレンツ不変性による対称性から必然的に現われる角度であり、明確な対称性を持つ相対性理論には、虚数的な世界は必至になっている。

 量子電磁力学で説明した事を繰り返せば、特殊相対論による対称性は物理的にも数多く現れて来ることが分かる。量子電磁力学に現れる対称性には、物質と反物質、正時間と虚時間、等がある。

 通常は、物理世界と数的な世界は区別されており、数的な世界に現れる虚数は計算上必要であるが実在する必要はないものとして考えられている。

 しかし、量子電磁力学では、その、実在する必要がない筈の虚数解に相当する事象が現れるのだ。

 当然、それが現れたと言う事は、相対性理論の信憑性に繋がる事であるから相対性理論の不都合な真実などではない。

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
数学において、アフィン空間(あふぃんくうかん、英語: affine space, アファイン空間とも)または擬似空間(ぎじくうかん)とは、幾何ベクトルの存在の場であり、ユークリッド空間から絶対的な原点・座標と標準的な長さや角度などといった計量の概念を取り除いたアフィン構造を抽象化した幾何学的構造である。(代数的な)ベクトル空間からどの点が原点であるかを忘れたものと考えることもできる。

 相対性理論による不変性は、アフィン空間によって再現されている必要があり、一般相対性理論で完成されている。すると、今まで可笑しな概念だと思っていた特殊相対論の不可解は、一般相対論で説明される事だと主張されてしまう。

 一般相対性理論は、曲がった空間の理論であり、特殊相対論は平坦な空間の理論になっており、曲がった空間の小さな領域は特殊相対論が近似的に成り立っている。すると、特殊相対論に於ける対称性に表れた概念的虚数解は、一般相対性理論で解決することになると主張できる。

 ミクロの領域には共変性を受け入れるだけの対称性があるが、マクロの世界には、虚数解に相当する虚時間は存在しない。これが、最初に相対論に出会った人たちが持つ根底となる疑問だと考えられる。

 この素朴な疑問を追及すると、相対論の舞台になっているアフィン空間の物理的な意味に辿り付く。

 多くの科学者は、アフィン空間に辿り付いた時点で、完全に相対論に魅了され、疑いの余地もない完全な信仰者になっている。すると、この時点で、物理学から離れて数学者のようにアフィン空間上で高度な計算式を使って理論計算を完成させてゆく。数学的な裏付けある理論が先行すれば、それが、正解であるから、答え合わせは完了しており、明確な理論として認知される。

 アフィン空間は、本当に、マクロな世界を説明する空間表現なのか?

 アフィン空間は、ユークリッド空間から絶対的な原点・座標と標準的な長さや角度などといった計量の概念を取り除いている。これは、共変性による要請であって、絶対的な概念を取り除くことで、全ての計量が相対的に計算できる空間形式になっている。

 マクロの物理は宇宙空間を記述している。すると、宇宙がアフィン空間である事が、相対性理論に於ける共変性による要請だと分かる。

 これは、宇宙の膨らむ風船モデルとして知られている。膨らむ風船の表面には原点はなく全ての面は二次元のアフィン空間として表現できる。

 相対性理論によれば風船モデルが宇宙空間に相当していたが、ホログラフィック原理に基ずく超弦理論では風船モデルは使うことができない。

 ホログラフィック原理では、宇宙の実体は宇宙地平面のヌル面にあり、宇宙の内部には実体の写像が写し出されている。実体と写像は一体であり、区別できない。これは、超弦の性質であり、開いた弦の両端が実体と写像を表している。

 ブレーンワールドからの描写では、宇宙地平面のブレーンと宇宙内部のブレーンが超弦で連結されている状態が宇宙空間には存在している。

 このような性質は風船モデルとは相性が悪い。超弦がミクロからマクロに飛び出ている空間が宇宙空間であれば、マクロ世界とミクロ世界を明確に分ける事ができる。即ち、Ⅲ⁴とⅢ²を明確に区別する必要があるのだ。

 Ⅲ² がアフィン空間であったとしても、Ⅲ⁴ が必ずしもアフィン空間である必要はないのだ。

 そして、アフィン空間ではないⅢ⁴ が偏向的なローレンツ変換で表されていたとしても、相対論を否定するものではないことが分かる。

 これは、空間特性の問題であって、外部空間と内部空間を明確に区別している。