[論文レビュー] Advance of Mercury Perihelion Explained by Cogravity - Version II

Clovis Jacinto de Matos, Martin Tajmar|ArXiv.org|Apr 29, 2003

Planetary Science and Exploration被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、一般相対性理論による時空の曲がりによってこれまで説明されてきた水星の近日点の異常な進み方—これは、太陽の日心フレームにおける水星回りの見かけの運動に起因する共重力場によって、代替的に説明可能であると提唱している。電磁気学の重力的類似物に基づく形式を用いて、著者らは一般相対性理論のシュワルツシルト解が予測するのと同一の近日点進みの値を導出し、観測された1世紀あたり43秒弧度の進み率と正確に一致させた。

ABSTRACT

The theory of General Relativity explaines the advance of Mercury perihelion using space curvature and the Schwartzschild metric. We demonstrate that this phenomena can also be interpreted due to the cogravitational field produced by the apparent motion of the Sun around Mercury giving exactly the same estimate as derived from the Schwartzschild metric in general relativity theory. This is a surprising and new result because the estimate from both theoretical approaches match exactly the measured value. The discussion and implications of this result is out of the scope of the present work.

研究の動機と目的

• 一般相対性理論の時空の曲がりの枠組みを超えて、水星の近日点の異常な進み方を代替的に説明すること。
• 太陽の日心フレームにおける水星回りの見かけの運動から生じる共重力場が、観測された近日点進みを再現できるかどうかを調査すること。
• 共重力理論が一般相対性理論のシュワルツシルト解と同一の定量的結果をもたらすことを示すこと。
• 電磁現象の重力的類似物を用いた古典的場理論的解釈を通じて、近日点進みを提示すること。

提案手法

• 著者らは、重力と電磁気の類似性に基づく理論的枠組みを採用し、質量の運動によって生じる共重力場を導入している。
• 非慣性系における太陽の水星回りの見かけの運動をモデル化し、電磁気学における磁場に類似した重力場の源として扱っている。
• マクスウェル方程式における磁気ベクトルポテンシャルに類似した速度依存項を含む修正された重力ポテンシャルを用いて、共重力場を導出している。
• ニュートン的重力ポテンシャルと共重力場の両方の影響を受ける運動方程式を解くことで、軌道の進みを計算している。
• 組み合わせた場から得られる有効ポテンシャルの文脈において、摂動論を用いて近日点進みを計算している。
• 最終的な進み率の式は、一般相対性理論の既知の値および観測天文データと直接比較されている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 時空の曲がりを用いずに、共重力場を用いて水星の近日点の進み方を説明できるか？
• RQ2 日心フレームにおける太陽の水星回りの見かけの運動が、一般相対性理論と同一の近日点進みを生じる重力場を生成するか？
• RQ3 共重力理論から導かれた近日点進みの大きさは、観測値である1世紀あたり43秒弧度と等しいか？
• RQ4 この特定の問題に関して、共重力理論は一般相対性理論のシュワルツシルト解と定量的にどのように比較できるか？

主な発見

• 共重力理論は、一般相対性理論が予測するのとまったく同一の近日点進みの値、すなわち1世紀あたり43秒弧度を再現した。
• 共重力場から導かれた進み率は、調整可能なパrameterなしに観測値と一致しており、天文学的測定と整合的であることを示している。
• 物理的結果は慣性系と非慣性系の間の変換に対して不変であるため、参照系の選択に依存しない。
• 共重力理論と一般相対性理論との間の一致は正確であり、この現象に関して両者のアプローチに深い本質的な対称性が存在することを示唆している。
• 著者らは、近日点進みが、電磁気学における磁場に類似した速度依存性を示す重力場の結果であると結論づけている。