[論文レビュー] Gravity between Internally Electrodynamic Particles

J. X. Zheng-Johansson, Pär I. Johansson|arXiv (Cornell University)|Nov 29, 2004

Relativity and Gravitational Theory参考文献 3被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、内部電磁的（IED）粒子同士の相互相反化および磁場によって生じる引力的放射力が、誘電体真空において第一原理から導かれる重力を提案している。力はニュートンの逆二乗則に従い、Fg = GM1M2/R² で表され、G は X₀∗e⁴/(4πε₀²ℏ²ρₗ) として特定され、重力の統一的電磁的起源を提示する。

ABSTRACT

We present a first-principles' prediction that two charged particles of masses M_1 and M_2 separated R apart in a dielectric vacuum act on each other always an attractive force in addition to other known forces in between. This component attractive force on one charge results as the Lorentz force in the radiation depolarization- and magnetic- fields of the other charge, being an attractive radiation force, and is in addition to the ordinary repulsive radiation force. The exact solution for the attractive radiation force is F_g=G' M_1M_2/R^2, an identical formula to Newton's law of gravitation. G'=χ_{0^*}e^4/4πε_0^2\hbar^2ρ_l is identifiable with Newton's gravitational constant, χ_{0^*} being the susceptibility and ρ_l the linear mass density of the vacuum, and the remaining fundamental constants of the usual meaning. The F_g force is conveyed by a transverse vacuuonic dipole-moment wave traveling at the velocity of light and can penetrate matter freely. In all of respects, the F_g force represents a viable cause of Newton's universal gravity.

研究の動機と目的

• ニュートン的重力の根本的起源を電磁気的原理から導出すること。
• IED粒子間の引力的放射力がニュートンの万有引力の法則と一致することを確立すること。
• 重力定数 G を真空の誘電率および基本定数の観点から特定すること。
• この力が物質を貫通し、すべての質量間に普遍的に作用することを示すこと。
• IED粒子モデルを用いて、古典的・量子的・相対論的力学を統一すること。

提案手法

• 振動電荷が生成する電磁放射場をモデル化するためにマクスウェル方程式を用いる。
• 誘電体真空理論を適用し、電荷の振動から生じる相反化場 Ep1(R,T) = -X₀∗E1(R,T) を導出する。
• 光速で伝播する真空双極モーメント波を、重力的力の媒介体として導入する。
• 相手の粒子の放射場におけるローレンツ力の相互作用から、引力的放射力 Fg = GM1M2/R² を導出する。
• 粒子の質量 Mi を波動エネルギー Ei = ℏΩi = Mic² と関係づけ、量子的および相対論的力学を結びつける。
• 波動力学および古典的弾性モデルを用いて、結合した真空振動子の集団的挙動を記述する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 万有引力の法則は、古典電磁気学において第一原理から導けるか？
• RQ2 誘電体真空内における同種電荷間の引力的放射力の物理的起源は何か？
• RQ3 重力定数 G は、基本定数および真空の性質からどのように導かれるか？
• RQ4 同種電荷間の反発的クーロン力があるにもかかわらず、なぜ重力は常に引力的か？
• RQ5 重力は物質を貫通し、巨視的中性体同士に普遍的に作用する仕組みは何か？

主な発見

• IED粒子間の引力的放射力は、Fg = GM1M2/R² として正確に導出され、ニュートンの法則と完全に一致する。
• 重力定数は G = X₀∗e⁴/(4πε₀²ℏ²ρₗ) として特定され、ここで X₀∗ は真空の電気誘電率、ρₗ は真空の線密度質量である。
• 巨視的中性体（例：1 kg の質量）では、内部電荷の多数に起因するローレンツ力の遮断により、結果として合力は引力となる。
• 力は光速で伝播する横方向の真空双極モーメント波によって媒介され、物質を自由に貫通する。
• 理論は、重力が質量そのものではなく、放射の相反化および磁場に起因することを予測する。
• 真空は誘電率 X₀∗ を有する非極性誘電体媒体としてモデル化され、G の一貫性ある導出を可能にする。