[論文レビュー] Black Holes and Quantum Theory: The Fine Structure Constant Connection

Reginald T. Cahill|ArXiv.org|Aug 21, 2006

Quantum Mechanics and Applications参考文献 15被引用数 10

ひとこと要約

この論文は、微細構造定数 α が空間の自己相互作用の強さを決定する、動的で非局所的な3次元空間における量子効果から重力およびブラックホール質量が生じることを提案する。一般化されたシュレーディンガー方程式およびディラック方程式から重力を導出し、19個の球対称系で M_BH = (α/2)M が確認され、時空は物理的実在ではなく数学的構成物であることを示し、非局所的空間力学によって暗黒物質問題と事象の地平線問題を解決する。

ABSTRACT

The new dynamical theory of space is further confirmed by showing that the black hole masses M_BH in 19 spherical star systems, from globular clusters to galaxies with masses M, satisfy the prediction that M_BH=(alpha/2)M, where alpha is the fine structure constant. As well the necessary and unique generalisations of the Schrodinger and Dirac equations permit the first derivation of gravity from a deeper theory, showing that gravity is a quantum effect of quantum matter interacting with the dynamical space. As well the necessary generalisation of Maxwell's equations displays the observed light bending effects. Finally it is shown from the generalised Dirac equation where the spacetime mathematical formalism, and the accompanying geodesic prescription for matter trajectories, comes from. The new theory of space is non-local and we see many parallels between this and quantum theory, in addition to the fine structure constant manifesting in both, so supporting the argument that space is a quantum foam system, as implied by the deeper information-theoretic theory known as Process Physics. The spatial dynamics also provides an explanation for the `dark matter' effect and as well the non-locality of the dynamics provides a mechanism for generating the uniformity of the universe, so explaining the cosmological horizon problem.

研究の動機と目的

• 球対称星系における有効ブラックホール質量が M_BH = (α/2)M に従うことを確立すること、ここで α は微細構造定数である。
• 波動関数の屈折が不均一で時間変化する動的空間内に起因する量子効果として重力を導出すること。
• 時空および測地線的軌道が物理的実在ではなく、一般化されたディラック方程式およびシュレーディンガー方程式から数学的に導かれるものであることを示すこと。
• 非局所的空間力学によって、『暗黒物質』効果および宇宙論的事象の地平線問題を説明すること。
• 光速度の非等方性を確認し、観測データを用いて新しい空間力学を検証すること。

提案手法

• 構造的で流れのある3次元空間の力学を組み込んだシュレーディンガー方程式およびディラック方程式の一般化により、重力的加速度が量子効果として導かれるようにする。
• 3次元空間ネットワークが E³ または S³ に埋め込まれる条件から導かれる最小力学を用いて、空間の不均一性および時間変動をモデル化する。
• 一般化されたマクスウェル方程式を適用し、空間の流れの特異点による光の屈折および重力レンズ効果を予測する。
• 空間の流れのベクトル合成を用いて、太陽系が3次元空間に対して400 km/s の運動をしていることをモデル化し、曲がった時空を用いず光の屈折を説明する。
• 一般化されたディラック方程式から時空形式および測地線的軌道が数学的構成物として出現することを導出し、物理的実在ではないことを確認する。
• 観測された19個の球対称系（球状星団から銀河まで）のブラックホール質量を M_BH = (α/2)M にフィットさせ、理論を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 球対称星系における有効ブラックホール質量は、微細構造定数 α に従って M_BH = (α/2)M に比例するか？
• RQ2 波動関数の屈折が動的3次元空間内に起因する量子効果として重力を導出可能か？
• RQ3 一般化されたシュレーディンガー方程式およびディラック方程式は、時空および測地線的運動の出現をどのように導くか？
• RQ4 観測された『暗黒物質』効果は、ニュートン力学が不均一で時間変化する3次元空間の存在下で失敗することに起因するが、見えない物質の存在とは異なるか？
• RQ5 3次元空間の非局所的力学は、情報が事象の地平線内から脱出可能であることを可能にし、超光速情報伝達を可能にすることで、宇宙論的事象の地平線問題を解決できるか？

主な発見

• 球状星団から銀河に至る19個の球対称星系における有効ブラックホール質量は、M_BH = (α/2)M に極めて高い一貫性を示し、理論に対する強い観測的根拠を提供する。
• 重力は量子効果として導出される：物質の加速度は、構造的で流れのある3次元空間の対流的加速度と同一である。
• 時空構造および測地線的軌道は一般化されたディラック方程式から数学的に出現し、時空が物理的実在ではなく形式的表現であることを確認する。
• 現代の実験で確認された光速度の非等方性は、太陽系が動的3次元空間に対して400 km/s の速度で運動していることによって説明される。
• 『暗黒物質』効果は、不均一で時間変化する3次元空間の存在下でニュートン力学が失敗することに起因するが、見えない物質の存在とは異なる。
• 3次元空間の非局所的力学により、情報が事象の地平線内から脱出可能であり、宇宙の大規模な一様性を説明でき、宇宙論的事象の地平線問題を解決する。