宇宙論的加速による天文単位の永年増加

前に物理学の未解決問題にフライバイ・アノマリーがあって、アンダーソン博士の論文の中に天文単位(AU)の経年変化も同様の異常というのがあって、これは大きいな問題じゃんと思い、取り組んでみた。

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しかし、2004年にロシアのクラシンスキー[19]とブルンベルク[20]は、測定された天文単位の値が実際にはメートルに対して100年あたり 15 ± 4 m の割合で増大しているとみられることを報告した[21]。その後、類似の増大は天体暦の専門家であるアメリカのスタンディッシュ[22]やロシアのピチェーヴァ[23]によっても確認された[24][25]。 
この謎は2010年現在原因不明であり、またその意味するところも把握しにくい。クラシンスキーらの報告はレーダーなどを用いた火星、金星、水星などの距離測定により得られたメートルと天文単位の関係のデータの蓄積から明らかになってきたものである。レーダーでの距離計測は、電波の往復時間を精密に測定することで行われるので、問題は、天体暦から予測されるこの往復時間の非常にゆっくりとした増大と捉えられ、レーダー観測によるメートル単位では惑星軌道が拡大しているように見える。一方で、惑星の動き自体は天文単位系で表される天体暦とよく一致しており、天文単位でみれば惑星の軌道も運動も拡大を示していない。このため、奇妙にも天文単位がメートルに対して極めてゆっくりと拡大していると表現されることになった[26]。これまでに太陽質量や万有引力定数の変化、宇宙膨張の影響などが検討されてきたが、いずれもその効果はあったとしても十分小さいと考えられており、満足な説明には至っていない。https://ja.wikipedia.org/wiki/天文単位

ハッブル定数を、70(km/s/Mpc)とすると、
100年で、

(1) x＝70e+3／3.085E+22＊3600＊24＊365＊100≒ 7.156E-09(m/世紀/m).

これに光速度cをかけると、

(2) y＝x＊299,792,458=2.145E+00 (m).

これに太陽までの時間を掛けると、

(3) z＝y＊480=1.03E+03 (m).

実質的には、メートルと天文単位との関係づけに最も影響を及ぼすものは近距離の惑星のレーダー測定による観測データであり. https://ja.wikipedia.org/wiki/天文単位

実際、太陽にレーダーぶつけてはないので、影響度は地表とのポテンシャル比較になり、経路の光速が変化±して、2.145～1,030 (m/世紀/AU)に15mが入ってくるのだろう。

(2)式を毎秒に戻すと、

(4) p = y／3600／24／365／100＝6.802E-10 (m).

これはパイオニア１０、１１号の原子力電池からの熱放射では、異常値の20~30％しか説明できないとアンダーソン博士がおっしゃってた残りとぴったりじゃないか。

その後の詳細な検討では、この加速度 aP は太陽から 20 au 以上の距離で距離にほとんど依存せず、太陽の方向を向いたものとした場合 aP = (8.74±1.33) × 10−10 m/s2 となると見積もられた[8][9]。https://ja.wikipedia.org/wiki/パイオニア・アノマリー

あとで、元の論文をみてみようというか、古くて文字コードじゃない？

Secular increase of astronomical unit from analysis of the major planet motions, and its interpretation　https://www.researchgate.net/publication/225869970_Secular_increase_of_astronomical_unit_from_analysis_of_the_major_planet_motions_and_its_interpretation

メートルの収縮により天文単位が極めてゆっくりと拡大してみえるで、メートルと天文単位の経年誤差も説明でき、宇宙膨張の原因は自分たちの縮小という説明にもなるだろう。

よし、論文をよくよんでからこれもアンダーソン博士にみてもらおう。

Solar System Video

 

隠されている時計のパラドックス

前回、フライバイ・アノマリーの解説記事をやっていたら、根が深そうなので新たな記事にします。

物理の未解決問題に、以下があるんですけど、

地球に双曲線軌道で接近したいくつかの太陽系探査機にみられる、計算と一致しない小さな速度変化の原因は何か？[1]https://ja.wikipedia.org/wiki/物理学の未解決問題

内容は、

天文データに関連する少なくとも4つの原因不明の異常があります。

おそらく最も不安なのは、yby軌道上の宇宙船が2000 km以下で地球に近づくと、単位質量あたりの総軌道エネルギーが変化することが多いという事実です。

次に、天文単位AUの経年変化は間違いなく懸念事項です。
報告によれば、年に約15 cm増加している。

他の2つの異常は、既知の非重力加速度の発生源のため、恐らく不快ではありません。
1つ目は、2つのパイオニア宇宙船が太陽系を反対方向に出て行くのが明らかに遅くなることです。
私たちを含む一部の天文学者や物理学者は、この影響が懸念されていると確信していますが、他の多くの人は、両方の宇宙船から太陽から離れる方向のほぼ同じ熱放射によって生成され、それによって太陽に向かって加速を生み出していると確信しています。

4番目の異常は、月の軌道の離心率の測定された増加です。
ここでも、地球と月の両方での潮汐摩擦からの増加が予想されます。
ただし、3シグマレベルで重大な原因不明の増加が報告されています。

4つの異常すべてに平凡な説明があるか、または1つ以上の異常が系統的エラーの結果であると疑うのは賢明です。
しかし、それらは最終的に新しい物理学によって説明されるかもしれません。
たとえば、少し修正された重力理論は除外されません。
おそらく水星の近日点の過度の歳差運動に関するアインシュタインの1916年の説明に類似しています。

^ a b c Anderson, John D. and Michael Martin Nieto (2010). “Astrometric Solar-System Anomalies”. In Klioner, Sergei A., P. Kenneth Seidelmann, and Michael H. Soffel (eds.). Relativity in Fundamental Astronomy (IAU S261): Dynamics, Reference Frames, and Data. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-76481-0 (arXiv: 0907.2469).https://arxiv.org/abs/0907.2469

恐るべし、アンダーソン博士っていう感じですが、前記事のフライバイ・アノマリーは特殊相対論のパラドックスを解決するは、博士が見てくれるようですが、問題はもっと根が深かったんですね。というのが正直な感想です。

どうもこういうのが起きてるのは、膨張宇宙なのに静止宇宙のまま座標系をいじくって、対称にみようとする特殊相対論の考えが根底にあるようなので、ちょっとネットで検索し、以下の記事をみつけたので、きいてみたら、

ナンセンス:特殊相対論/パラドックスについて https://note.com/touya0117/n/nf4c14122ad09

まず、お互い様という言葉が通じなく、上のような未解決問題を知らなかったらしいです。

で、出所を探したら、

時計のパラドックス[編集]
今、ここに一組の双子がおり、二人は慣性運動しながら次第に離れているとする。 
このとき兄から見ると、弟の時計は遅れてみえ、逆に弟から見ると兄の時計は遅れてみえる事が特殊相対性理論から帰結される。 
これは一見奇妙に見えるため、時計のパラドックスと呼ばれることもあるが[39]、実は特に矛盾している訳ではない。なぜなら慣性運動している二人は二度と出会うことがないので、もう一度再会してどちらの時計が遅れているのかを確認するすべはないからである。https://ja.wikipedia.org/wiki/特殊相対性理論#CITEREF佐藤1994

時計の仮説は、アインシュタインの最初の特殊相対性理論の1905年の公式に暗黙的に（ただし明示的にではなく）含まれていました。それ以来、それは標準的な仮定になり、特に粒子加速器での非常に高い加速までの実験的検証に照らして、通常、特殊相対論の公理に含まれています。[30] [31]https://en.wikipedia.org/wiki/Time_dilation#Clock_hypothesis

公理かよｗ

再会する双子のパラドックスにオブラートされて一般相対論だよりにしてるくせに、単独で公理なので、強気だったんですかね？　う～ん、前に見たページの言葉を思い出しました。

本当のパラドックスは 一般人から 隠されている。http://www7b.biglobe.ne.jp/~kcy05t/nirelati.html

たしかに・・・まあパラドックスは示さないといけない理由はないのだろうけど、異常はちゃんと知らしめておかないといけないのに、博士課程をやってる学生もしらないっていうのはおかしい。

そもそも、静止宇宙ならこのような矛盾した時間仮説を諦めるのかもしれないが、

だが、特にマックスウェル方程式の運動している物体についての非対称性の問題から出発して、問題を「時間の絶対的な性格についての公理、すなわち同時性の公理」に突き詰めていったアインシュタインは、理論物理学の出発点にある、解決できない「奇異な矛盾」の存在に気づいていたように見える。アインシュタインはそのパラドックスについて「運動している物体の電気力学について」のあの「注」をはじめ、いくつかの箇所で語っていた。その一つについてはすでに引用した。ここでは、彼の６７才、その死の９年前の「自伝ノート」から引用することにしよう。
「まず、上のように特徴づけられる、この理論（特殊相対性理論）について一つの注意をする。この理論が、（四次元空間を別にして）二種類の物理的なもの、すなわち（一）測定棒と時計、（二）例えば電磁場や物質点などの他のすべてのものを導入するという事実は、奇異の感をいだかせる。これはある意味では矛盾している。厳密にいうと、測定棒と時計はあたかも理論的に自明なものとしてではなく、基本方程式の解（運動している原子の配位からなる対象物）として表されなければならないであろう。しかしながら、そもそもの始めから、理論の仮定が、そこから物理的事象の十分に完全な方程式を十分任意性のないように導くことができ、そこに測定棒と時計の理論を基礎づけるほどしっかりしてはいないのであるから、この手続きは正当である。座標の物理的解釈を（それ自身可能な何かを）一般にあきらめたくないならば、このような矛盾を許すほうがよいが──もちろん、理論の以後の研究において、それを取り除く必要はある。」（１９４６）。http://www1.odn.ne.jp/~cex38710/clock.htm

 

膨張宇宙では、膨張していること自体非対称っていうか、もともと非対称性な世界での物理法則の同等性をガリレオが相対性原理でいったのだろうから、諦めなくていい。

運動の定義は、

物体が、時とともに空間的位置を変えること。https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%81%8B%E5%8B%95

なので、膨張宇宙ではその運動が加速しているということなので、加速してない物はない。

最近解決された物理学の未解決問題に、

時間結晶内の破れた対称性[編集]

時間結晶は時間並進対称性を破り、時間的に繰り返しパターンを持つようである。場もしくは粒子は、空間結晶と相互作用することで運動量を変えることができるように、時間結晶と相互作用することでエネルギーを変化させることがある。https://ja.wikipedia.org/wiki/時間結晶

これも対称性（平衡）の中では生まれないらしいが、非対称（非平衡）な世界では発生が証明されたっていうことらしく、そもそもが加速されて、非対称な世界から対称性が生まれているのを、その対称性から追っかけているだけなのだろう。