第３章 光とともに ナンバー1785

ナンバー1785　2019.06.30　場の量子論
波と粒の両方の性質を持つ素粒子が生まれては消えている「無の空間」は、「場」と呼ばれる性質を持っていると、物理学では言います。
このような「場」と呼ばれる空間そのものが持つ性質として、電場、磁場、重力場などの「場」があります。
たとえば、磁場は無の空間のあらゆる場所に存在しています。
磁石が空間に置かれると、磁石の持つ力の影響が周囲の空間に広がってゆき、その様子を描いたものが磁力線です。
磁石のおかれた空間には磁場が広がって、その近くでは磁場の状態が変化して、周囲に影響をおよぼすことになります。
たとえば二つの磁石の同じ極同士が向かい合うようにすぐ近くに置かれると、磁石はお互いに反発しあいます。
これは空間を満たしている「磁場」の影響によるものだと考えられています。
仮に一方の磁石を取り除いたとしても、その影響が光の速さで伝わるまでは、「磁場」の状態は保たれていて、残された磁石は反発力を受け続けます。
このように磁石の力はじかに触れることですぐそばの磁石に伝わるのではなく、一方の磁石がつくった磁場からもう一方の磁石へと空間を通って作用します。
磁石の力が伝わる空間の「磁場」こそが、主役といえます。
同様のことは重力にも言えます。
太陽はその質量に応じて周囲の重力場の状態を変化させます。
地球は太陽の重力場から力を受けて、太陽の周りを回転していることになります。
現代物理学では、あらゆる素粒子を「場」の概念で表現します。
素粒子とは「場」にエネルギーが集中して、一つ二つと数えられる状態になる「こと」を指しているといいます。
粒子と聞くと、固い粒を思い浮かべますが、実際には空間を満たしている「場」が示す状態の一つにすぎないと「場の量子論」はいいます。
マックスウェルは磁力と電気力をセットにして方程式にまとめることに成功し、電気力の「場」である「電場」と、磁力の「場」である「磁場」をセットにしたものを「電磁場」と呼んでいます。
電場の変化が磁場の変化を促しながら波のように伝わって行くため、電磁波といいます。
アインシュタインは光をエネルギーのかたまりと考えて、光が粒子のようなものだとしました。
こうして電磁波を伝える電磁場から、粒子としての光子を導き出せるようになりました。
さらにアインシュタインは、物体が光の速度に近づけば近づくほど動かしにくくなり、エネルギーは物質化できることを発見しています。
ナンバー1786　2019.07.04につづくでしょう

第３章 光とともに ナンバー1784

ナンバー1784　2019.06.26　コヒーレントな量子の世界
量子真空では、常に粒子と反粒子が次々に生まれては対消滅しているといいます。
量子は波であると同時に粒でもあります。
量子が波状に広がっていてもバラバラで位相が揃っていな時には、それぞれの波を見わけることができますから、粒子の数を確定することができます。
ところが、波が綺麗に足並みをそろえた完璧な状態で秩序正しく一斉に動いていると、個々の波の動きを識別できなくなりますから、粒子の数を確定することができなくなります。
このような波の状態を、コヒーレント状態と呼びます。
観測者から見れば、個々の波がバラバラで位相が揃っていない時には、粒子の数を確定することができるため、粒子が生成されていることになります。
逆に波の位相がきれいに揃っているコヒーレント状態のときは、個々の波を識別できないので、個々の粒子が消滅して見えないことになります。
ということは、私たちはそれぞれの波がつくり出す違いを見て、この違いに反応する感覚器官を持っていることがわかります。
「真空」あるいは「無」の空間と聞けば、物質が何も無いと思いがちですが、実は様々な粒子が存在していることになります。
そして粒子は一つの場所だけに固定して存在しているとは限りません。
同時に複数の場所に存在することが可能になります。
逆に量子は粒子として観測されない限り、通常の時空間における実体として出現しているとは言えません。
また量子は、ある場所に存在しなくなると同時に、瞬時に別の場所に現れますが、それが消えた場所から瞬時に現れた間の空間をまっすぐに通って移動したのではなく、全く別のところへ飛躍してから現れた可能性もあります。
観測によってある量子に何らかの影響が与えられた時、どれだけ距離が離れていようと、強い相互作用を持った量子と対になる量子にも同時に影響が及ぼされます。
これはエンタグルメントあるいは非局所的作用と呼ばれます。
このような量子の世界特有と思われる現象は、この宇宙全体がホログラフィックな秩序あるシステムであるためと私は思います。
宇宙のすべての場にあるすべての粒子が、お互いに作用しあい補い合うことで、影響を与えあう関係にある性質を持つため、エンタグルメントが起きているのであれば、このような粒子によって構成されている私たち肉体や物質世界でも、日常的にこのような現象が起きている可能性があると、私は思います。
ナンバー1785　2019.06.30　につづくかな



ひとりごと
最近、忙しくてブログを書くときには、ボーっとしてる瞬間があったり、
仕事の合間の休憩時間にブログを読み直しているうちに眠気に襲われてしまったり、
で、昨日、ハッと気がついたら、何やら、似たよ～なことを
毎回のように書いているような・・・(--;
でも、お許しくださいね、大事なポイントの復讐、じゃない復習と思ってください。
このあと、良い展開が開けてくるとおもいますので、、、
なにせ、仕事がここのところ忙しくて、
恐ろしいことに10月末まで、すでに仕事のスケジュールが埋まっているという、、、
生活するには喜ぶべきところ、
でも、ブログ書く時間が、、、、
f(^^;;;;;汗

第３章 光とともに ナンバー1783

ナンバー1783　2019.06.22　「ゆらぎ」の世界の粒子
空間も時間も物質もエネルギーも全く何も無いため、物理的な性質を定義できない「無」に、原因のない原初の「ゆらぎ」が起こることで、この宇宙は誕生したと現代物理学は言います。
この「ゆらぎ」は宇宙の最も根源的な性質だといいます。
そしてこの「ゆらぎ」があるからこそ、原子や分子が壊れずに存在することができているといいます。
自然科学の世界では、ある出来事には原因があって、それによって引き起こされる結果を筋道立てて考えていくといいますから、ここで少し「ゆらぎ」の原因について考えてみたいと思います。
全く何も無い「無」の状態であるにもかかわらず「ゆらぎ」が起こり、それは最も根源的な性質である、ということは無の世界に「ゆらぎ」を起こすことのできるエネルギーが存在しているということです。
このエネルギーは、何もない「無」の空間に現れるため真空のエネルギーと呼ばれています。
物質が全く何もない「無」の空間といえば「真空」と考えられますが、現実にすべての物質を取り除いて、完全な「無」の空間を作り出すことは難しいと言われています。
たとえ完全な「無」の空間を作り出して、外部から何も手を加えなかったとしても、ほんの一瞬であればエネルギーが存在して、このエネルギーを使って「無」の空間から素粒子が生み出されているといいます。
これは量子力学では「不確定性原理」と呼ばれています。
「無」の空間では次々に素粒子や陽子、中性子といった粒子と反粒子が生まれては即座に衝突して対消滅しています。
「無」の空間であるはずなのに、このような激しい動きが常にあるため、１つの粒子が常に必ず同じ場所に存在していないことになります。
1つの粒子の場所を決定しようとすると、その速度が不確かになりますし、速度を決めようとすると位置が不確定になります。
またいつどのくらいの速さで移動しているのかを知ろうとして、時間を明確にするとエネルギー値が不明確になります。
そこで時間の幅をある程度持たせると、エネルギー値が明確になってきます。
粒子の数を確定しようとすれば、その位相性（波の状態や位置）が不確定になります。
このようにあちらを立てればこちらが立たずになるのは、測定機器の精度の問題ではなく、根本的な性質だといいます。
まさに粒子そのものの「ゆらぎ」に原因があることになります。
この粒子は、粒子性と波動性を持つため量子と呼ばれています。
ナンバー1784　2019.06.26　につづくでしょうか

第３章 光とともに ナンバー1782

ナンバー1782　2019.06.18　真空のエネルギー ミクロの量子の世界のゆらぎによる密度の差が、お互いを引き寄せ合ったり、逆にお互いに反発しあったりして、物質が生まれていくためのプロセスを生み出してくれます。 もしインフレーションの時期に量子力学的なゆらぎが起こっていなければ、インフレーションも起こりませんし、その後のビッグバンも起こらないことになり、何もない宇宙になってしまうと現代物理学はいいます。 インフレーションの時の宇宙は、真空の世界です。 原子核内部ほどのごくごく小さな何もない空っぽの真空の世界から、2000億もの星が集まる巨大な現在の天の川銀河が生まれるためには、急激に膨張するすさまじい力を持つエネルギーが必要になります。 宇宙が誕生する真空に存在していたと思われる真空が持つエネルギーについて、東京大学の佐藤勝彦博士は次のように語ります。 『ミクロの世界では、真空状態といっても、そこに何も存在しないわけではありません。 そこでは、粒子とその対になる反対粒子が生まれ、互いにぶつかっては消滅するという現象が起きています。 このとき、真空の中に未知のエネルギーが生じているのです。』 この真空の未知のエネルギーが、宇宙誕生のインフレーションを引き起こしたと考えられています。 この真空のエネルギーは、不思議な性質を持つと、佐藤博士は言います。 『たとえば、密閉されたガラス容器の中に、真空エネルギーが満ちているとします。 このガラス容器の容量を広げて、容積を２倍、３倍と増やします。 容器の中のエネルギーの密度は２分の１、３分の１と薄まっていくはずです。 ところが、真空エネルギーは、容積が広まればエネルギーも２倍、３倍と増えていくのです。』 空間が広がると、それに合わせて真空エネルギーも増えていくということは、空間と真空エネルギーは相互に結合していて、相互に作用しあい、相互に補い合う関係にあるために、空間が広がると同時にエネルギーも増えていくと考えられます。 現在の物理学では、この宇宙全体が暗黒物質という未知の物質によって囲まれていて、その物質の持つ強い重力によって銀河など宇宙の構造形成に重要な役割を果たしていると考えられています。 ということは、暗黒物質によって囲まれて密閉された容器の中と同じような状態のところに、どこからともなく真空のエネルギーが現れて、ビッグバンが起こったことになります。 ナンバー1783　2019.06.22　につづくでしょうか

第３章 光とともに ナンバー1781

ナンバー1781　2019.06.14　量子真空のゆらぎから生まれた宇宙
150億年前には温度も0度で何も存在しない真空の世界で、真空自身が持つエネルギーが急激に増大し膨張することで、熱エネルギーに転換することで超高熱のビッグバン宇宙が起こりました。
インフレーションのときの宇宙の膨張は、指数関数的な急速なものだったと考えられています。
つまり、倍々ゲームで数が増えていくことになります。
たとえば100円玉を、指数関数的に積み上げていくとします。
100円玉の厚さは約２ミリです。
最初は１枚、次に２枚、その次は４枚、さらにその次は８枚、そして16枚というように倍々ゲームで積み上げていきます。
こうして100円玉を22回積み上げていくと、100円玉の高さは富士山を超えてしまいます。
これをさらに繰り返して27回目になると、積み上げた100円玉は大気圏を突破して、宇宙空間へ飛び出してしまいます。
インフレーションの時の宇宙も、このような倍々ゲームで膨張していきました。
最初は原子核よりも小さなミクロの世界でも、たとえば1秒後には２倍に膨れて、２秒後には４倍、３秒後には８倍と繰り返して、13秒後には１万倍にまで膨れ上がります。
実際のインフレーションの時の宇宙の膨張はとてつもなく短い時間に起こっていて、ミクロの宇宙が現在の宇宙とほぼ同じ大きさになるまでに、１ナノ秒もかかっていないといいます。
このような急激すぎる膨張を起こした原因は、ミクロの世界で生まれたゆらぎです。
ミクロの量子の世界では、いつも非常に不思議な現象が起きています。
たとえば、ある粒子がＡの場所に確実に存在することはありえないといいます。
Ａという特定の場所に存在すると同時に、Ｂという場所にも同時に存在します。
あるいはＣという場所に存在するかもしれません。
その粒子はいつも確率論的な分析のなかに存在します。
宇宙のインフレーションも、ミクロの世界で生まれましたから、その膨張エネルギーは確率論的に増えたり減ったりするといいます。
すると、エネルギー量が高いところと低いところが必然的にできます。
この確率論的なエネルギーの分布が、初期宇宙のゆらぎを生み出しました。
インフレーションの場のエネルギーは、やがてビッグバンの熱エネルギーへと転換されます。
そこでは、温度と密度がほんの少しだけ違ったゆらぎが生まれます。
このゆらぎによって宇宙の膨張から起こります。
ナンバー1782　2019.06.18　につづくでしょう

第３章 光とともに ナンバー1780

ナンバー1780　2019.06.10　宇宙誕生のための量子真空のゆらぎ
現代物理学によれば、宇宙は無からビッグバンによって誕生したといいます。
無ということは、空間も時間も物質も、そしてエネルギーも全く何もないため、物理的な性質が定義できない状態ということです。
自然科学の世界では、ある出来事には原因があって、それによって引き起こされる結果を筋道立てて考えていきます。
そのため、ほんとうの宇宙のはじまりを考えるためには、はじまりの原因を探り、筋道立て考えなければなりません。
ところが時間も空間もなかった時のことなど議論することも、そのための時間もないことになります。
そこで、無に限りなく近い超ミクロの量子の世界に目を向けてみることにします。
量子論の基本は、ハイゼンベルクの不確定性原理です。その中心となるものが、自然界にもともと内在する「ゆらぎ」です。
ほとんど無といってよい場所に「ゆらぎ」が起こるというのは、どういうことでしょうか。
たとえば、完全に無色透明で目に見えない水を想像してみます。
そこにそよ風が吹いて来て、水面にさざ波ができたとします。
水面にできたゆらゆらとしたしま模様が、初めて目に映ります。
「ゆらぎ」によって、見えない水を見ることができました。
あるいは、プラスの電荷と、マイナスの電荷が同じ分量だけ重なっているため、見かけ上は中和されて電荷が見えないとします。
ここに「ゆらぎ」が起こって、この電荷の位置が互いに少しだけずれたとします。
重なっているところは中和されていて電荷が見えませんが、互いにずれた端の両端からそれぞれの電荷がにじみ出ているのがわかるでしょう。
目に見えなかった何かが、ゆらいだために目に見えるようになりました。
これが「無のゆらぎ」のイメージです。
このように現実にあるもので「ゆらぎ」をイメージすることは簡単ですが、宇宙が誕生する瞬間の「無のゆらぎ」は目で見ることができないだけに直感的なものであり、イメージも難しいものです。
数学上の定義では「無」です。
この原初の「ゆらぎ」は文字どおり、原因のない「ゆらぎ」で、宇宙の最も根源的な性質です。
これは私たちが原子や分子の振舞いのなかにいつも見ることができる性質で、これらの「ゆらぎ」があるからこそ、原子や分子が壊れずに存在することができています。
こうして、宇宙は発生の理由を持たない「ゆらぎ」から突如として誕生したと考えられています。
誕生の瞬間には、空間や時間の区別さえつかなくて、すべてが一つのものとして統一されていました。
やがて時間と空間ができてくると、枝分かれして現在のような姿にまで進化してきたと現代物理学は考えています。
ナンバー1781　2019.06.14につづくでしょう

第３章 光とともに ナンバー1779

ナンバー1779　2019.06.06　宇宙誕生と量子真空
このホログラフィックな量子真空が礎となることで、全く何もないところから万物が創造されるということは、ホログラフィックな量子真空の中に、この宇宙万物を創造するためのアイディアや大計画と、計画を実行するためのエネルギーや意志、そして材料となるものも目に見えない形で畳み込まれていることになります。
この宇宙創造という壮大な巨大プロジェクトそのものがホログラフィックなシステムを採用しているとすれば、宇宙全体のなかにすべての部分が反映されていると同時に、あらゆる部分の中に大計画の全体像が反映されていることで、計画が秩序づけられたものとなり、より効率的に計画が実行できるようになるでしょう。
宇宙の万物が生成されるときには、ホログラムによって秩序ある特定のパターンが繰り返されながら創造されることで、相似形（フラクタル構造）が現われることになります。
すべてのもののなかに相似形があれば、お互いはそれぞれに関連付けられているため、相互に結合しあい、相互に補い合い作用しあう関係にありますから、そこには規則性や法則性もあります。
そして、この大計画の行程の全体像を立体的なグラフで表すことができれば、宇宙は無から始まりますから、最初は小さな円周のラセンを描きながら、計画が進むにつれて創造されるものもどんどん増えて、円周もしだいに大きくなると思われます。
一定のリズムで同じパターンを繰り返し旋回しながら、ラセンを描くように宇宙が大きく膨張していくのは、ホログラムによって創造されるものすべてがお互いに補い合い、作用しあいながら増殖することができるからだと思われます。
このような法則が創造の過程であるとすれば、宇宙が終焉を迎えるときには、宇宙が創造された過程とは逆向きに次第に小さなラセンを描くようになりながら無に戻っていくような規則性を持つ計画になっているのかもしれません。
現代物理学によれば、宇宙は無から急激に膨張するインフレーションのあと、ビッグバンによってさらに大きくなり、現在も徐々に広がっているといいます。
宇宙がホログラフィックであれば、いつか広がることをやめて、徐々に小さくなりながら終わりに向かうのではないか私は思います。
一方で古くから議論を呼んでいるものに、暗黒物質（ダークマター）と暗黒エネルギー（ダークエネルギー）があります。
研究によると、質量も含めた宇宙の全エネルギーのうち、約7割が暗黒エネルギーで、残り３割のうちの９割を暗黒物質占めると予想されているといいます。
つまり、宇宙の３％だけが量子真空から生まれたものということのようです。
ナンバー1780　2019.06.10　につづく

第３章 光とともに ナンバー1778

ナンバー1778　2019.06.02　量子真空と宇宙の法則
この複素数空間にある虚数と実数によって、電磁力や重力、核力などが生まれ、物質の元となるクオークやレプトン（電子）が生まれ、これらが組み合わさることで水素原子が誕生します。
さらに水素からヘリウム、ヘリウムから炭素と酸素というように、少しずつ重い元素が合成されていくことで、この物質世界ができているといいます。
実数がこの世界に実在している数であり、私たちに認識できる物質を表しているとすれば、この宇宙万物の誕生のための場である量子真空は見ることはできませんから虚数と考えられます。
量子真空という虚数から様々な力や物質や生物などが表われて、私たちに観察可能なものとなり、実数で表現できるようになります。
やがて時間の経過とともに物質や生物は破損や老朽化によって消滅して私たちの視界から消え去り見えなくなります。
量子力学で数学的に表すと複素数を使うことになりますから、あらゆるものは虚数の世界から現実世界の実数に生まれ出て、虚数に戻り消滅することになります。
このように考えると、量子真空とそこから生まれたものはすべて複素数空間のなかに含まれていて、複素数で表すことが可能になります。
量子力学によれば、この複素数空間は量子真空であり、相互結合性と相互作用性を持つホログラフィックな空間であり、この空間と時間のなかに存在するすべてのものを生成することのできるエネルギーに満ち溢れた空間だといいます。
量子真空のなかがすべてホログラムになっているのであれば、ホログラムという原因によって量子真空のあらゆる場所で万物が創造され、このホログラムによってすべてのものが相互結合性と相互作用する性質を持つことになります。
すべてのものが相互結合性によってつながり、相互に作用しあう関係になるように、ホログラムによって設計されているとすれば、これらを計画的に行えるだけの非常に高度な知性と、実現するための莫大なエネルギーが量子真空には備わっていることになります。
またその様子を複素数によって数学的に表すことができるのであれば、そこにはらせん状に回転運動をしたり、法則が展開したりするようなある一定の規則性があることになります。
この量子真空から万物を生み出すためのエネルギーや電磁気力や重力、核のなかで働く弱い力や強い力などが生まれるときには、ある一定の規則的なパターンをらせん状に描くようにしながら、万物が創造されていると思われます。
ナンバー1779　2019.06.06　につづくでしょう