相対性理論の不都合な真実 ⑽

　ミクロの世界とマクロの世界を明確に分けて区別することが、相対性理論の不都合な真実を証明する事に繋がる。この区別は、ニュートン力学と相対性理論を隔てるだけではなく、マクロの電磁場とミクロの電磁ポテンシャルの概念にも現れてくる。

　電磁場の本質をマクロの立場から主張すれば、文字通りの電場と磁場で説明できるが、ミクロの世界であれば、電磁場などは存在しないと主張できる。ミクロの世界から見た電磁場は、スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルが本質であり、電場や磁場は時間と空間に分けられたポテンシャルであると解釈できる。時間成分は電荷密度 ρ、空間成分が電流密度 j であり、相対論的な時空における4元ベクトルは、電磁場の源として位置付けられている。

　　　　弦理論は相対性理論の不都合な真実を証明している。

　ミクロの世界とマクロの世界は、明確に分けられて区別されている。これが、相対性理論の不都合な真実が証明された事で明らかになっている。ミクロとマクロの本質が違っていれば、電磁場の本質も違っていると考えられる。

　マクロの電磁場は、文字通りの電場と磁場であるが、ミクロの世界の電磁場は、スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルが本質になっており、相対論的な整合性からはミクロの世界の概念が本質であると主張できる。

　相対論的な整合性があると聞くと聞こえが良いが、相対論的な整合性がある理論には、空間を四次元的に拡張する事で生じる非常識な対称性が生じている。ここで言っている非常識とは、マクロ的非常識であり、ミクロ的には常識である。この新たな対称性は、数学的な対称性から来ており、虚時間、反粒子、対発生、対消滅、等の因子が加わることになる。

　相対性理論の不都合な真実は、マクロの世界が常識的であることを証明している。即ち、電磁場は電場と磁場が本質であり、スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルは内部空間に閉じ込められる事で無視できる。

　これは、山登りの傾斜に似ている。傾斜があれば下の方向に力を受けるが、それは連続であって、山道の傾斜はマクロ的で連続した形状を示している、対して、傾斜にある石や砂粒は大量に存在しており、その全ての振る舞いを考慮しなければ正確な山道の形状は分からない。そして、マクロ的な傾斜による作用は未来方向に限られており過去方向にはない。

　しかし、ミクロの世界の山登りには、傾斜から生じる力に新たな対称性がある。ミクロの世界には相対論的な整合性があり、時間と空間が対等に扱われている。すると、傾斜からの作用が未来方向と過去方向に対等に現われてしまうことになる。これが、ミクロの本質であり、マクロの相対性理論の不都合な真実の意味であると言える。

　因みに、斜面の石ころと砂粒がミクロ的であれば、その粒子は、対発生、対消滅の場の影響を受けて場の作用で位相が変わる事になる。このような無数の事象を全て計算に入れるのが場の量子論であり、明らかにマクロ的な世界とは異なっている。

　
　出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
量子的な調和振動子に分解するというのは、量子がもつ粒子性を振幅で解釈し、波動性を振動数で理解しようとする考え方である。この考え方をあえてフェルミ粒子にも適用すると、ボース粒子はいくらでも振幅が大きくなれるが、フェルミ粒子は振幅に制限があるためにあまり大きくなれないと考えることもできる。この量子的な調和振動子の振幅を表すのが生成消滅演算子である[2]。

相対性理論の不都合な真実⑼

　光速を一定に保つ座標変換として導入したローレンツ変換は、特殊相対理論の基礎になっており、マクロの世界には無い対称性が追加されることで数学的な整合性が与えられる。

　通常の解析力学はマクロの物理であるから相対論的な整合性はない。アフィン空間を舞台にしたニュートン力学は一般化することで古典力学から量子力学への移行として一般座標と一般運動量の対称性を持つ正準方程式で表すことができる。

　本質的な物理を追及する方法として、マクロとミクロを分けるのでは物足りないので、通常は、多くの対称性をもつ複雑な解析力学が本質的な物理であると考える。

　しかし、マクロの世界には量子力学にあるような対称性は存在していないのだ。

　マクロとミクロを分離する利点としては、相対論による絶対性の排除を回避できることにある。但し、これは、ニュートン力学に回帰することではなく、グローバルな相対的な世界が、収束した状態には絶対性があることを意味している。

　ビッグバン宇宙の空間は、風船モデルで説明できる。風船の表面には原点はないので、アフィン空間を舞台とした共変的な運動力学を構築することで、相対論的に整合性のある空間表現になっている。

　対して、ホログラフィック空間には古典的な原点が存在している。通常は、このような古典的な原点は特異点として処分する必要があるのだが、マクロ世界に共変的偏りがあれば原点の意味合いは重要になる。

　ビッグバン宇宙の根拠になっている宇宙マイクロ波背景放射は、過去の宇宙が小さな領域に閉じ込められたプラズマ状態であった証拠であると考えられているが、本来の意味は黒体放射であるからホログラフィック空間が黒体である証拠であると考える方が的を得ている。

　ビッグバン宇宙モデルは、原点が存在しないアフィン空間が舞台になっている。対して、ホログラフィック空間には、古典的意味合いの原点が存在している。

　しかし、宇宙のどこかに特異点になっているような宇宙の中心がある訳ではない事は明らかであり、ホログラフィック空間に於ける、古典的原点に相当するものは見当たらない。

　これは、古典ブラックホールの空間構造としてのイメージである。古典ブラックホールは、座標空間を舞台にして構築された空間構造であるから特異点が表れたのだが、アフィン空間を舞台にしたブラックホールの空間構造には特異点は表れない。アフィン空間の原点は任意であるから特異点も任意に存在しており、任意性の数に比例して原点が増えることになる。

　

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
　解析力学で用いられる座標変換不変量はふつう相対運動に対しては不変ではないため、座標変換することで運動エネルギーの測定量が変化してしまうような問題は基本的に扱うことができない。

　ニュートン力学はラグランジュ形式やハミルトン形式で再定式化された。これらは、ニュートンの運動法則を座標系の取り方によらずに一般的に成立するように構成されたもので、ラグランジュ形式では、最小作用の原理（変分原理）からニュートンの運動方程式を再現する。ハミルトン形式では、正準変数とポアソン括弧を用いることにより、ニュートンの運動方程式に対応する正準方程式を対称な形で表現することができる。