[論文レビュー] Gravitational Mass, Its Mechanics - What It Is; How It Operates

Roger Ellman|ArXiv.org|Mar 23, 1999

Relativity and Gravitational Theory参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、光の速度の有限性、保存則、および物理的系における無限の不可能性に基づく、重力的質量の古典的力学的説明を提示する。重力的質量が粒子にどのように生じるかを示し、ニュートンの重力法則を再現するとともに、量子重力や重ヒッグス粒子を仮定せずに、慣性的質量と重力的質量の等価性を説明する。

ABSTRACT

The earlier paper, Inertial Mass, Its Mechanics - What It Is; How It Operates, developed the mechanics of inertial mass. The present paper is for the purpose of equivalently developing gravitation. The behavior of gravitation is well known, as described by Newton's Law of Gravitation. But just what gravitational mass is, how gravitational behavior comes about, what in material reality produces the effects of gravitational mass, has been little understood. The only extant hypotheses involve the unsuccessful efforts to develop "quantum gravitation" and to tie it into the rest of quantum mechanics, and the equally failed attempts to detect "gravitons" and "gravitational waves" in spite of very substantial efforts. From a starting point of only the limitation on the speed of light, the necessity of conservation, and the impossibility of an infinity in material reality, the present paper presents a new and comprehensive analysis of the phenomenon gravitational mass: - how it appears in particles, - how the Newtonian gravitational behavior arises from that, and - how the values of inertial mass and gravitational mass are identical, or, in other words, the mechanics of gravitational mass and gravitation.

研究の動機と目的

• ニュートンの法則における経験的記述を超えて、重力的質量が根本的になにであるかを明確化すること。
• 量子重力に依存せずに、長年にわたり未解決のままだった慣性的質量と重力的質量の等価性の謎を解明すること。
• 光の速度の有限性、保存則、物理量の有限性という古典的原理にのみ依拠して、重力的挙動のメカニズムを構築すること。
• 重ヒッグス粒子や重力波のような検出不能な粒子を必要としない、物質的説明を重力に提供すること。
• 時空の構造とエネルギー伝播の性質から重力的質量が自然に生じる一貫性のある機械的モデルを確立すること。

提案手法

• 光の速度が有限であり、物理的量が無限にはなりえないという仮説から出発する。
• エネルギーと運動量の保存則を適用し、光速で効果を伝播させることで、粒子に類似した質量的挙動がどのように生じるかをモデル化する。
• 遅延伝播（遅延ポテンシャル）が、ニュートンの重力に類似した自己整合的な力則を生じることを分析する。
• 得られた力則が、ニュートンの法則と同様に逆二乗依存性を示すことを示す。
• 力則における比例定数が、慣性的質量と重力的質量の両方と一致することを示し、それらの等価性を強制する。
• 対称性と保存則を用いて、新たな場や粒子を導入せずに、重力的質量の機械的起源を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 物質的粒子に重力的質量が生じる物理的メカニズムは何か？
• RQ2 光速の有限性や保存則といった基本的原理から、観測されたニュートン的重力がどのように生じるのか？
• RQ3 慣性的質量と重力的質量が数値的に等しいのはなぜか？これは偶然なのか、より深い力学的要因の結果なのか？
• RQ4 重ヒッグス粒子や重力波のような検出不能な粒子を仮定せずに、重力を説明できるか？
• RQ5 光の有限速度が、重力的質量の出現とその挙動に果たす役割は何か？

主な発見

• 重力的質量は、基本的性質としてではなく、遅延相互作用と光の速度の有限性の結果として生じる。
• 得られた力則は、ニュートンの万有引力の逆二乗法則と高い整合性を示す。
• 慣性的質量と重力的質量の等価性は偶然ではなく、エネルギーと運動量保存則の機械的結果である。
• 重ヒッグス粒子や重力波を必要とせず、遅延ポテンシャルから生じる古典的場的挙動によって重力を説明できる。
• 理論はエネルギーと運動量保存則を維持しており、物理的現実から無限値を排除する。
• 導出過程から、重力的質量がエネルギーと運動量の光速伝播の仕方から生じる動的で出現的な性質であることが示された。