[論文レビュー] The Dynamical Velocity Superposition Effect in the Quantum-Foam In-Flow Theory of Gravity

Reginald T. Cahill|arXiv (Cornell University)|Jul 26, 2004

Solar and Space Plasma Dynamics参考文献 12被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、重力が物質に向かって動的流れを示す基盤的空間（量子泡沫）の流れに起因する非計量的量子泡沫流入理論を提唱する。重力は微細構造定数αを基本的重力パラメータとして持つ。この理論は、絶対運動と流入条件の下で、速度の重ね合わせ効果（ほぼベクトル加法的）を特定し、歴史的干渉計実験における一貫した絶対運動信号を説明するとともに、一般相対性理論より大きな渦度効果を予測する。これはGravity Probe Bによって検証される予定である。

ABSTRACT

The new `quantum-foam in-flow' theory of gravity has explained numerous so-called gravitational anomalies, particularly the `dark matter' effect which is now seen to be a dynamical effect of space itself, and whose strength is determined by the fine structure constant, and not by Newton's gravitational constant G. Here we show an experimentally significant approximate dynamical effect, namely a vector superposition effect which arises under certain dynamical conditions when we have absolute motion and gravitational in-flows: the velocities for these processes are shown to be approximately vectorially additive under these conditions. This effect plays a key role in interpreting the data from the numerous experiments that detected the absolute linear motion of the earth. The violations of this superposition effect lead to observable effects, such as the generation of turbulence. The flow theory also leads to vorticity effects that the Gravity Probe B gyroscope experiment will soon begin observing. As previously reported General Relativity predicts a smaller vorticity effect (therein called the Lense-Thirring `frame-dragging' effect) than the new theory of gravity.

研究の動機と目的

• ミケルソン＝モーリー実験やミラー実験などの歴史的干渉計実験で繰り返し観測された絶対線形運動の検出を、標準相対性理論が禁止するローレンツ不変性の破れを用いずに説明すること。
• ニュートン力学や一般相対性理論が説明できない「暗黒物質効果」のような重力的異常を、見えない質量ではなく、微細構造定数αが支配する動的時空流れによって解消すること。
• 絶対運動実験で観測された速度重ね合わせ効果の動的メカニズムを提供し、流入および絶対運動条件下でそれがほぼベクトル的加法に近いことを示すこと。
• 一般相対性理論よりも顕著な渦度（フレームドラッグ）効果を予測し、Gravity Probe B実験によって検証可能であること。
• 微細構造定数αを第二の基本的重力定数として確立し、量子重力効果がプランクスケールに限らず、マクロスケールでも顕在することを示すこと。

提案手法

• 物質がその上に及ぼす散逸効果により、物質に向かって流れることを特徴とする、幾何学的でない情報理論的量子泡沫基盤をモデル化する。
• 一般相対性理論が時空の曲率に起因するとする重力を、この量子泡沫流入の非一様性および時間的変動性に起因すると定式化する。
• 絶対運動および重力的流入条件の下で速度重ね合わせ効果を適用し、速度の近似的なベクトル加法が成立することを示す。
• 新しい理論を用いて、歴史的干渉計データ（例：ミラー 1925/1926）を再分析し、屈折率効果および長さ収縮を組み込んで、絶対運動速度を抽出する。
• 絶対運動効果を組み込むことにより、Gravity Probe B実験で一般相対性理論が予測するよりも大きな歳差が観測されるだろうと予測する。
• 微細構造定数αを、流入の強さおよび自己相互作用効果を決定する主要パラメータとして用い、この枠組みではGの代わりに主要な重力定数として機能させる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜ標準相対性理論が禁止するローレンツ不変性の破れを用いずに、複数の干渉計実験で一貫して絶対線形運動が検出されるのか？
• RQ2 なぜニュートン力学や一般相対性理論が説明できない「銀河の回転曲線の平坦化」のような重力的異常が持続するのか？
• RQ3 絶対運動を検出する実験で観測された速度の近似的なベクトル的重ね合わせの背後にある動的メカニズムは何か？
• RQ4 量子泡沫流入理論はなぜ一般相対性理論よりも大きなフレームドラッグ（渦度）効果を予測するのか？その観測可能な特徴は何か？
• RQ5 微細構造定数αは第二の基本的重力定数として果たす役割は何か？この認識は、量子重力の理解をどのように変えるのか？

主な発見

• 絶対運動および重力的流入条件下で、速度重ね合わせ効果はほぼベクトル的である。これは干渉計実験における一貫した速度信号を説明する。
• ミラーの1925/1926年データから抽出された絶対運動速度は、赤経5.2時間、赤緯-67°方向に417 ± 40 km/sであり、他の絶対運動実験と整合的である。
• この理論は「暗黒物質効果」を欠落した質量ではなく、微細構造定数αが支配する物質に向かう量子泡沫の動的流入として説明する。
• Gravity Probe Bの予想される渦度（フレームドラッグ）効果は、一般相対性理論が予測するものよりも顕著に大きい。これは、一般相対性理論がこのテストで失敗する可能性を示唆する。
• この理論は、微細構造定数αを第二の基本的重力定数として特定し、量子重力効果がプランクスケールに限らずマクロスケールでも観測可能であることを示している。
• この理論は、ボアホールg異常およびスパイラル銀河の回転異常を、同じ空間的自己相互作用メカニズムで説明でき、両者とも微細構造定数αに依存する。