その１・原始ブラックホールとダークマターについて

２０２５年３月：日経サイエンス記事　Ｐ２４「小さな怪物　原始ブラックホール」から引用

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小惑星一個分の質量をもつ原子サイズのブラックホールが約１０年に１度、内部太陽系を通過しているかもしれない。

ビッグバン直後に形成されたと理論的に考えられているこれらの「原始ブラックホール」は宇宙の物質のほとんどを占めているとされる見えないダークマターを説明できる可能性がある。

そしてそれがらが月や火星のそばをかすめたら検出できるはずである事が新たな研究によって示された。

原始ＢＨは空間が一瞬にして大きく膨張したと考えられる宇宙誕生直後に容易に生じただろう。

膨張の間、空間密度のごく小さな量子揺らぎが大きくなり、いくつかの場所があまりに高密度になったために崩壊し宇宙のあちこちにＢＨが出来た可能性がある。

原始ＢＨによってダークマターが完全に説明できる、とした場合、一部の理論んいよれば原始ＢＨ１個の質量は１０^17～１０^23グラムになる。（注１）

大型の小惑星一個分の質量で、それが原子サイズに圧縮されているのだ。

・・・

フィジカルレビューＤに最近発表された記事によると、原始ＢＨがダークマターであった場合、その一つが約１０年に一度、太陽系を勢いよく通過している可能性がある。

そうして、このＢＨが惑星や大型の衛星のそばを通り過ぎるとその天体を突き動かして軌道からそらし、その変化は現在の測定器で測定できる大きさである。（カリフォルニア大のSarah R. Geller　学部生のTung X. Tran.)

・・・

この論文に刺激されてYu-Dai Tsai は「オシリス・レックスのベンヌの追跡データを調べる事でダークマターの影響を確認できる」とした。

・・・

ダークマターの候補としての原始ＢＨの魅力はますます高まっている。

ダークマターは通常の物質に対する重力効果を通じてしか「見る」事が出来ず、その正体は依然としてつかみどころがなく、多くの有力な理論が棄却されてきた。

この数十年間、ダークマターはいわゆるWIMP（弱く相互作用する重い粒子）の形態をとる可能性が高いとされてきた。

しかしWIMPの検出を目指した高精度実験は（引用注：今の所）すべて空振りに終わり、粒子加速器でもその兆候はとらえられていない。

「数十年にわたって有力候補と考えられてきたWIMPが窮地に追い込まれており、あらゆる可能性がテーブルの上にある」。

「原始ＢＨの人気は非常に高まっている」。

 

物理学者はまた「ダークマターは重力を介してのみ通常の物質と相互作用する」という可能性を受け入れ始めている。

重力に加え弱い力の相互作用を通じて通常の物質と相互作用するという「WIMP」とは異なり、ＢＨは重力を通じてのみ検出されるだろう。・・・

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注１：１０^17グラムが通説ではよく知られた「原始ＢＨの下限の質量」となっているがこの数字のおおもとは「ホーキング放射理論によるＢＨは最後は蒸発して消え去る」が元になっている。

「上記数字より小さな質量のＢＨは宇宙誕生で多数発生するものの順次ホーキング放射で質量をへらし、現時点ではすべて消え去ってしまった」という認識が「この業界の常識となっている」のです。

しかしながら当方の見る所「原始ＢＨはプランクスケールに到達した辺りでホーキング放射は実質上とまり、そこで安定している」となります。

従って「ダークマターの正体は原始ＢＨだ」という日経サイエンスの記事の主張は「そこまでは正しい」のですが「ダークマターを構成しているＢＨ一個あたりの質量をまるで間違えている」という事になるのです。

ちなみに当方が主張しているプランクスケールのＢＨの質量は「一般的なコピー用紙（坪量 64g/m2）を 0.5mm×0.3mm に切ったものの質量くらい」であって、要するに「チリゴミ、ほこりぐらいの重さ」＝「０．０１１ミリグラム程度」なのです。

さて１円玉の重さが１グラムですからほぼその１０万分の１の重さのＢＨ、それが驚くべき事にダークマターの正体なのであります。

・・・というような話をしても２０２５年現在では残念な事に「だれも本気にはしない」のです。

しかしながら「そのような軽いＢＨ」である為に決して地上での観測は成功せず、また「月や火星の搖動を調べる事」でも決して見つかる事は無いのです。

さてそうであれば人類は「最後の最後になってしぶしぶ『ダークマターはプランクスケールの原始ＢＨである』という結論を認めざるを得なくなる」と言うのが当方の読みであります。

つまりはホームズが喝破したように「どれほど可能性が小さくても最後に残ったやつが犯人」なのです。

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現代物理学の展望　記事一覧

https://archive.md/g1nbI

 

「量子もつれ」で空っぽの空間からエネルギーを抽出→瞬間移動→後で使えるよう保存に成功 米研究者が発表

「量子もつれ」で空っぽの空間からエネルギーを抽出→瞬間移動→後で使えるよう保存に成功　米研究者が発表

:　https://archive.md/ElBKB　：

https://news.yahoo.co.jp/articles/4931bf2cc11f28f648eec789dce74607e5b899f4

『米パデュー大学と米ノースカロライナ州立大学に所属する研究者らが発表した論文「Extracting and Storing Energy From a Quasi-Vacuum on a Quantum Computer」は、量子力学の性質を利用して、一見空っぽに見える空間からエネルギーを抽出し、瞬間移動させ、さらには貯蔵する方法を実証した研究報告である。

【画像を見る】アリスとボブは、もつれ状態の3つの量子ビットを準備する　アリスが量子ビットAを測定し、結果をボブに伝える　ボブはこの情報を使って、量子ビットCがエネルギーを受け取れるよう準備する　次に、ボブは量子ビットBからエネルギーを抽出し、それを量子ビットCに移す　抽出したエネルギーは量子ビットCに格納され、後で使えるよう保存される【全2枚】

　量子力学の世界では、完全に空の空間は存在しない。どんなに何もない場所でも、量子場の微小な揺らぎ（真空の量子揺らぎ）が常に存在する。これは、ハイゼンベルクの不確定性原理に基づく現象で、エネルギーと時間の関係から生じる。

　研究チームは、この量子揺らぎと量子もつれ（2つの粒子がどれだけ離れていても相関関係を保つ現象のこと）の性質を組み合わせて、抽出、転送、貯蔵の3つでエネルギーを操作することに成功した。

　エネルギーの抽出では、まず量子もつれ状態にある2つの量子ビット（キュービット）を用意する。これらは初期状態では最低エネルギー状態にある。一方のキュービットを測定すると、その測定行為によってエネルギーがその場に注入され、量子状態が変化する。もう一方のキュービットのエネルギーはその時点では変化しないが、測定結果の情報を用いることで、そのキュービットからエネルギーを取り出すことが可能になる。

　エネルギーの転送では、量子エネルギーテレポーテーション（QET）プロトコルを使用する。これは量子もつれの性質と古典的な通信を組み合わせたもので、一方のキュービットの測定結果に基づいて他方のキュービットに操作を加えることで、エネルギーを転送（テレポート）する。

　エネルギーの貯蔵では、転送されたエネルギーは非常に微弱で不安定なため、すぐに環境に逃げてしまう。そこで研究チームは、このエネルギーを第3のキュービットに転送して貯蔵する方法を開発した。これにより、抽出したエネルギーを後の利用のために保持できるようになった。

　この研究は、米IBMの量子コンピュータと量子回路シミュレーターの両方を用いて実証されており、理論と実験の両面から検証が進んでいる。まだ実験段階だが、将来的には量子コンピュータの性能向上や、他のさまざまな分野での応用が期待される。

　Source and Image Credits: Xie, Songbo, Manas Sajjan, and Sabre Kais. “Extracting and Storing Energy From a Quasi-Vacuum on a Quantum Computer.” arXiv preprint arXiv:2409.03973（2024）.』

画像：　https://archive.md/YSlq1　：　　：

 

東京大学が「因果を打ち破って充電」する量子電池を発表

https://archive.md/JJgxw

『・・・

驚くべきことに、近年の量子物理学では、この曖昧さが位置や状態だけではなく、時間的な因果関係にも適応できることがわかってきました。

この因果関係の曖昧さが発生すると「AがBを起こす」と「BがAを起こす」という『因果関係そのものの重なり合い』が発生します。

量子力学では観察するまで粒子の状態が判明しないと言われていますが、それは粒子の位置や状態だけでなく粒子が辿ってきた因果関係にも及んでいたわけです。

この因果の重ね合わせは不確定因果順序（ICO）と名付けらており、2017年に行われた研究では不確定因果順序の実験的な実証にも成功したと報告されました。

（※量子力学の扱う小さな世界では時間は存在しないとする意見も存在します。この意見では「時間は巨視的なシステムの創発的な特性」として理解されています。つまり小さな世界では時間が存在しないものの、システム全体が大きくなるにつれて時間の特性が後付けされる（創発される）と考えられています）

量子物理学は直感的な理解が困難であることが有名な分野ではありますが、因果関係を打ち破る不確定因果順序（ICO）が直感へ起こす反逆は、特に大きいと言えるでしょう。

そのため、この概念が2009年に提唱されて以来、不確定因果順序の理論や実証にかかわる300本以上の論文が発表されており、現代の物理学者の興味を最も引く分野の1つとなっています。

（※因果律の打破は哲学の分野にも影響を及ぼしており、不確定因果順序をどのように解釈すべきかについて「科学哲学」や「神学」のレベルで考察する論文なども発表されています）

つまり今、物理学では、因果律の打破が最もホットな話題というわけです。

・・・』

↑↑↑ふーん、そんな事があるんだねえ、知らなかったよ。

ちなみに

『研究内容の詳細は2023年12月13日に『Physical Review Letters』に掲載されました。』

との事。

 

 

銀河の形状と分布で検証する初期宇宙のゆらぎ

https://archive.md/gcfGE

『・・・原始ゆらぎの性質は初期宇宙の物理によって決定されるが、最も標準的で最も単純なインフレーションモデルである「単一場インフレーション」で生成される原始ゆらぎの場合、データが平均値の付近に集積し、その平均値を中心に左右対称となるような「正規分布（ガウス分布）」に非常に近い統計性を持つと予言されている。このガウス分布からの「ずれ」（原始非ガウス性）が観測データから有意な水準で検出されれば、初期宇宙における原始ゆらぎの生成プロセスの理解が飛躍的に進展し、「宇宙がどのように始まったか」という疑問の解明に繋がると期待される。

・・・

独・マックス・プランク天体物理学研究所の栗田智貴さんとカブリIPMUの高田昌広さんは、銀河の空間分布を示す分光データと個々の銀河形状をとらえた撮像データを組み合わせ、銀河の形状パターンに含まれる主要な統計的情報の抽出を可能にする「銀河形状パワースペクトル」の測定手法を開発した。この手法を、世界最大規模の銀河サーベイである「スローン・デジタル・スカイ・サーベイ」で得られた約100万個の銀河に適用して、銀河形状パワースペクトルを測定した。

その結果、1億光年以上離れた2つの銀河の向きが統計的に有意に揃っていることが検出された。見かけ上独立で因果関係がないように見える遠い銀河間に、相関が存在することを示す結果である。この相関はインフレーション理論が予言するものであり、銀河の形状を通してその予測が確認されたことを意味する。さらに、最も標準的なインフレーション理論が予言する相関と矛盾しないこと、つまり原始ゆらぎが非ガウス性を示さないことも確認された。

「銀河の形状を用いて初期宇宙の物理を探る研究は先例がほとんどなく、データ解析に至る一連の研究過程は試行錯誤の連続でしたが、それらをやり遂げることができて嬉しく思っています。この成果は、『銀河の形状を用いた宇宙論』という新たな研究分野を切り拓く第一歩となると考えています」（栗田さん）。』

↑↑↑最も標準的で最も単純なインフレーションモデルである「単一場インフレーション」を支持する観測結果が得られた模様。

 

 

ハッブル定数の謎を解くかもしれない “希望” のIa型超新星「SN H0pe」を観測

https://archive.md/FFeAP

『・・・Frye氏らは、今回発見されたSN H0peが持つこれまでにない特徴に注目しています。まず、SN H0peは3つの像が撮影された2番目のIa型超新星ですが、1番目であるAT 2022rivと異なり数週間の間隔を空けて合計3回撮影されたため、短期間での明るさの変化を計測できました。3つの像はすべて同じ天体なので、本来であれば明るさの変化も同じタイミングで起こるはずです。しかし、3つの像の元となる光は重力レンズ効果によってそれぞれ異なる距離のルートを通って地球に到達しているため、実際には3つの像の明るさが変化するタイミングにはズレが生じます。タイミングのズレは光が伝わってきた距離の違いを反映しているため、3つの像それぞれの明るさが変化する様子をもとに、重力レンズ効果の強さを精密に計算することができます。

今回の研究ではウェッブ宇宙望遠鏡によるG165の詳細な観測データをもとに、重力レンズ効果を受けて分裂した無数の像がそれぞれどのような天体に由来するのかも詳細に調べられました。

その結果、地球からの距離が約162億光年のArc 2を中心としたグループに加え、

地球からの距離が約184億光年 (z=2.24) である別の銀河「Arc 1」を中心としたグループ、

そして地球からの距離が約155億光年 (z=1.65) である銀河のグループという合計3つのグループが存在することが分かりました。

これらの銀河の距離が判明したことにより、G165周辺の無数の像は全部で21個の天体に由来することが明らかにされました。こうした詳細な銀河の配置と距離に関するデータから、研究チームはG165による重力レンズ効果の強さに関する詳細な “地図” を作成することにも成功しました。

今回の研究によって明らかにされたG165の質量分布の等高線。このような精密な “地図” は、将来的に超新星を観測した時に役立つ可能性があります

また、Arc 1は塵の多い銀河であることが今回判明し、推定される星形成 (新たな恒星が作られる過程) の激しさから、超新星の発生確率は1年に1回程度であると推定されました。その多くはII型超新星 (※3) であると推定されますが、ウェッブ宇宙望遠鏡の運用期間中にIa型超新星が観測される可能性もあるのではないかとFrye氏らは考えています。

※3…太陽の8倍以上の恒星が、その寿命の最期に起こす大爆発をII型超新星と呼びます。

このように、SN H0peが発見されたG165は、ウェッブ宇宙望遠鏡の観測期間中に新たなIa型超新星を観測できる可能性があるだけでなく、詳細な重力レンズ効果の “地図” を用いてIa型超新星までの距離を正確に測定し、ハッブル定数を非常に正確に算出できる可能性があります。

SN H0peという名称は、ハッブル定数を意味する記号の「H0」と、これまでの観測では実現しなかった距離と精度でハッブル定数を測定できるという “希望（ Hope）” をかけた名称です。

Frye氏らは、G165を定期的に観測することでハッブル定数を絞り込めるのではないかと期待しており、現在の観測結果についても詳細な研究を追加で発表する予定だということです。』

↑この話のポイントは

『ただし、現在の技術で観測できるIa型超新星は、比較的近い宇宙で起きたものに限られています。

※1…太陽のように比較的軽い恒星が、中心部の核融合反応が停止した後に残す高密度な天体。

現在ハッブル定数が測定されている遠くの宇宙と近くの宇宙のちょうど中間で測定が可能となるため、より遠くで起きたIa型超新星を多数観測することが期待されています。』

つまりは「ハッブル定数が経時変化していたら、それがわかる」のです。

↓

NAOJら，ハッブル定数の経時変化の可能性を発見：　https://archive.md/C01WP　：

『・・・今回研究グループは，距離をいくつかの範囲に区分し，それぞれの区分に含まれる超新星を使ってハッブル定数を算出したところ，その値は区分によって，すなわち宇宙の誕生から経過した時間に応じて，変化している可能性が明らかになった。

ハッブル定数は，近傍の天体の観測から求めた値と，初期宇宙の観測を元に導いた値とに差があることが知られている。今回の研究ではそれと同じ傾向のハッブル定数の変化が見られたという。

このハッブル定数の変化は，観測の選択効果や，超新星の性質の時間変化による可能性もある。しかし，膨張宇宙のモデルでこれまで定数とされていたダークエネルギーの影響が，時間と共に変化することでも説明できるかもしれないという。

後者であれば，宇宙を支配する物理法則を見直すことが必要になる可能性がある。それを見分けるためには，今後さらに遠方の暗い超新星を多数捉え，宇宙膨張の歴史をより精密に描き出すことが必要となる。研究グループは，今後も解析データを増やして研究を続けるとしている。』

 

宇宙の膨張率「ハッブル定数」は時代と共に変化？物理法則の見直しが迫られる可能性も：　https://archive.md/I3dN4　：

↑みなさんこれまで定数とされていたダークエネルギーの影響がお好きな様です。

そうして「ダークマターが経時変化している」などと言うのはまた当方一人ぐらいなものになりそうです。

 

ハッブル定数は定数なのか：　https://archive.md/PGRN1　：

『たとえばこの齟齬をそのまま受け入れると，現在に近い時代の局所宇宙の膨張速度は9%速まっていることになり，この変化を説明するには宇宙膨張を加速させる暗黒エネルギー (dark energy) の寄与が現在の見積りより強いか，時間とともに変化する状況を考える必要があります．

他にも現状の物理の大枠は変えることなく (あるいは新しい物理理論の導入も含め) この齟齬を解消するための解決策として様々な仮説が提案されています．それにより，もし宇宙の組成などが変わることになれば現在の宇宙論に未解決の問題が存在していることを意味します．』

 

「ビッグバン直後」の宇宙はどれくらい小さかったか

https://archive.md/hhrKL

『・・・初期の宇宙で温度が際限なく高くなるとすれば、重力波のエネルギースペクトルが観察できるはずだ。LIGO（米国レーザー干渉型重力波天文台）のような高度な観測設備がなくてもマイクロ波背景放射の偏光を示す信号におのずと記録される。限界を厳しく設定すればするほど——言い換えるなら、初期の宇宙の重力波を検知せず、むしろその存在を厳しく制限すればするほど、“もっとも熱い場所”の温度は低くなる。

15年前は、エネルギーと等価の温度を4 × 10＾16 GeV程度までしか制限できなかったが、その後のめざましい測定技術の発達により、その値は大幅に低下した。

現在では、ビッグバンの“もっとも熱い場所”でも最高温度はエネルギーに換算すると10＾15 GeV程度であり、さかのぼって推測できる限界は時間にして高温のビッグバンの発生から10＾-35秒、距離でいうと1.5メートルまでということがわかっている。大きさを特定できるもっとも初期の段階の宇宙は、人間と同じくらいの大きさだったということになる。10年前までは“サッカーボールよりは大きい”と言われていたが、最近になって10分の1にまで精度が向上したことを考えると画期的な進歩といえるだろう。

（ただし、実際はもっと大きく、たとえば大都市の一部か小さな都市くらいの大きさだった可能性は依然としてある。大型ハドロン衝突型加速器では最大で10＾4 GeVまでしか実現できないが、初期の宇宙がもっと高温に達していたことはまちがいない。いずれにせよ、多くの場合、“大きさの上限”の制約は変わりうる）

宇宙は最高温度かつ最大密度の特異点で生まれ、そこを出発点としてあらゆる空間と時間が発生したという考えがいかに魅力的だとしても、その推測に信頼性はなく、観測結果とも符合しない。その説が否定されないかぎり（引用注：この部分、訳がおかしい）、どこまでさかのぼれるかには限界があり、観測可能な初期の宇宙の大きさとその宇宙に存在するあらゆる物質とエネルギーは十代の人間よりは大きかったと考えるのが妥当だ。それより小さかったとすれば、ビッグバンの残光に見られるゆらぎは存在しないことになってしまう。

高温のビッグバンが起きる以前の宇宙はコズミックインフレーションに固有のエネルギーが大部分を占めていた。インフレーションがどのくらい続いたのか、そもそも何がインフレーションを引き起こしたかはいまだ謎だが、その性質上、インフレーションはそれ以前の宇宙のあらゆる情報を消し去り、観測できるのはインフレーションの最後の数十分の1秒に記録された信号のみだ。その信号はバグにすぎず、インフレーションの仕組みとは別の説明が必要だと考える人もいる。一方で、その信号は既知のことだけでなく、今後知りうることに対しても根本的な限界を示す特徴だと考える人もいる。宇宙がみずからについて語る声に耳を傾けることは、いろいろな意味でこれ以上ないほど謙虚な経験といえる。』

 

＞大きさを特定できるもっとも初期の段階の宇宙は、人間と同じくらいの大きさだったということになる。10年前までは“サッカーボールよりは大きい”と言われていたが、最近になって10分の1にまで精度が向上したことを考えると画期的な進歩といえるだろう。

双子のパラドックス・相対論の事など 記事一覧/

目次

相対論の事など　記事一覧

 

・ 双子のパラドックス　

　・双子のパラドックス

　・その２・ 双子のパラドックス

　・その３・ 双子のパラドックス

　　・「閑話休題」シュタインズ・ゲートの電話レンジ(仮)の件

・タキオン通信

　・その１・タキオン通信

　・その２・ タキオン通信

　・その３・ タキオン通信・参考資料

　　・「閑話休題」動いている者同士の時刻合わせの件

　・その１・ タキオン反電話

　・その２・ タキオン反電話

　・宇宙船通信パラドックス

　　・その１・ 宇宙船通信パラドックス

　　・相対論で時間が遅れる件

　　　・その１・相対論で時間が遅れる件

　　　・その２・相対論で時間が遅れる件

　　・その２・ 宇宙船通信パラドックス

　　・その３・ 宇宙船通信パラドックス

・ 双子のパラドックス　

　・その４・ 双子のパラドックス

・中間まとめ

　・ここまでの状況のまとめ・計算ルールなど

　・その２・ここまでの状況のまとめ・計算ルールなど

・光速の測定と光速を使った測定

　・光速の測定と光速を使った測定

　・その２・ 光速の測定と光速を使った測定

　・その３・ 光速の測定と光速を使った測定

　・その４・ アリスが左から０．８Cでボブが右からー０．８Cで近づく時の相対速度

・相対速度は光速を超える事が可能か？

　・相対速度は光速を超える事が可能か？

　・その２・ 相対速度は光速を超える事が可能か？

　・その３・ 相対速度は光速を超える事が可能か？

　・その４・ 相対速度は光速を超える事が可能か？

　・その５・ 相対速度は光速を超える事が可能か？

　・その６・ 相対速度は光速を超える事が可能か？

　・その７・ 再び双子のパラドックス

・完全非弾性衝突

　・完全非弾性衝突

　・その２・ 完全非弾性衝突

・三つ子のパラドックス

　・三つ子のパラドックス

　・その２・時間の遅れについての理論内部の不整合の件

　・ 相対論的加算式のベクトル合成による理解の件

　　・相対論的加算式のベクトル合成による理解の件

　　・その２・ 相対論的加算式のベクトル合成による理解の件

・横ドップラー効果の件

　・横ドップラー効果の件

　・その２・ 横ドップラー効果の件

　・その３・ 横ドップラー効果の件

　・アインシュタイン　パラドックス

　　・アインシュタイン　パラドックス

　・人工衛星の時間の遅れと横ドップラー効果

　　・人工衛星の時間の遅れと横ドップラー効果

　　・その２・ 人工衛星の時間の遅れと横ドップラー効果

・素人が正しいのか、玄人が正しいのか

　・素人が正しいのか、玄人が正しいのか

・双子のパラドックス（加速度運動あり）についてのういきの説明の件

　・双子のパラドックス（加速度運動あり）についてのういきの説明の件

　・地球が大体は基準慣性系として機能している件

　・双子のパラドックスでの業界の認識間違いの件　（横Ｇおよび縦Ｇについて：－＞時計の不思議）

・時計の不思議

　・時計の不思議

　・運動すると時間が遅れる件

　・特殊相対論での加速度の扱い

　・単振動での時間の遅れ

　・時間についての考察

　・その２・ 時間についての考察

・ドリフトしながら単振動する場合の時間の遅れ

　・ドリフトしながら単振動する場合の時間の遅れ

　・その２・ドリフトしながら単振動する場合の時間の遅れ

・単振動を使った基準慣性系の判定

　・単振動を使った基準慣性系の判定

　・その２・ 単振動を使った基準慣性系の判定

・ドリフトしながら円運動する場合の時間の遅れ

　・ドリフトしながら円運動する場合の時間の遅れ

　・その２・ドリフトしながら円運動する場合の時間の遅れ

・宇宙の膨張速度は光速を超えている件

　・宇宙の膨張速度は光速を超えている件

　・銀河の後退速度の件

　・宇宙の膨張（空間の膨張）による赤方偏移の件

・「時間の遅れ」合成則

　・「時間の遅れ」合成則

　・地球は基準慣性系なのか？

　・アリスの慣性系では時間遅れの計算が間違う件

　・その２・アリスの慣性系では時間遅れの計算が間違う件

　・その２・「時間の遅れ」合成則

・円運動に対する「時間の遅れ」合成則

　・円運動に対する「時間の遅れ」合成則

・「時間遅れの合成則」が語っている事

　・「時間遅れの合成則」が語っている事

　・その２・「時間遅れの合成則」が語っている事

・マイケルソン・モーリーの実験とローレンツ短縮

　・マイケルソン・モーリーの実験とローレンツ短縮

　・その２・ マイケルソン・モーレーの実験とローレンツ短縮

　・その３・ マイケルソン・モーレーの実験とローレンツ短縮

　・その４・ マイケルソン・モーレーの実験とローレンツ短縮

　・その５・ マイケルソン・モーレーの実験とローレンツ短縮

・光速がいつもCとして観測されるカラクリ

　・光速がいつもCとして観測されるカラクリ

　・その２・ 光速がいつもCとして観測されるカラクリ

　・その３・ 光速がいつもCとして観測されるカラクリ

　・その４・ 光速がいつもCとして観測されるカラクリ

 　・その５・ 光速がいつもCとして観測されるカラクリ

・マイケルソン・モーレーの楕円（MMの楕円）

　・マイケルソン・モーレーの楕円（MMの楕円）

　・その２・ マイケルソン・モーレーの楕円（MMの楕円）

・ミンコフスキー図に現れるMMの楕円

　・ミンコフスキー図に現れるMMの楕円

　・その２・ ミンコフスキー図に現れるMMの楕円

　・その３・ ミンコフスキー図に現れるMMの楕円

・ミンコフスキー　パラドックス

　・ミンコフスキー　パラドックス

　・その２・ ミンコフスキー　パラドックス

　・その３・ ミンコフスキー　パラドックス

　・その４・ ミンコフスキー　パラドックス

　・「ＭＮ図の唯一性定理」

　・その２・「ＭＮ図の唯一性定理」

・ローレンツ変換を調べてみた

　・ローレンツ変換を調べてみた

　・その２・ ローレンツ変換を調べてみた

　・その３・ ローレンツ変換を調べてみた

・MMの楕円の３Dプロット

　・MMの楕円の３Dプロット

　・その２・ MMの楕円の３Dプロット

　・その３・ MMの楕円の３Dプロット

　・その４・ MMの楕円の３Dプロット

　・ローレンツ変換とローレンツ逆変換

・ローレンツ変換の導出とその歴史的経緯

　・ローレンツ変換の導出とその歴史的経緯

　・その２・ ローレンツ変換の導出とその歴史的経緯

　・その３・ ローレンツ変換の導出とその歴史的経緯

・光速不変を使わないローレンツ変換の導出

　・光速不変を使わないローレンツ変換の導出

　・その２・ 光速不変を使わないローレンツ変換の導出

　・その３・ 光速不変を使わないローレンツ変換の導出

　・２０２３年１月２８日　サイエンス　フォーラム　アドレス　エラー 

　・その４・ 光速不変を使わないローレンツ変換の導出

　・その５・ 光速不変を使わないローレンツ変換の導出

　・その６・ 光速不変を使わないローレンツ変換の導出

　・その７・ 光速不変を使わないローレンツ変換の導出

・素人が正しいのか、玄人が正しいのか

　・素人が正しいのか、玄人が正しいのか

　・「時間の遅れはお互い様」を主張するネット記事一覧

・ランダウ、リフシッツ　パラドックス

　・ランダウ、リフシッツ　パラドックス

　・その２・ランダウ、リフシッツ　パラドックス

　・その３・ランダウ、リフシッツ　パラドックス

　・その４・ランダウ、リフシッツ　パラドックス

　・その５・ランダウ、リフシッツ　パラドックス

　・その６・ランダウ、リフシッツ　パラドックス

・相対論　四方山話

　・相対論　四方山話

　　

 

 

 

 

PS：相対論の事など　記事一覧

 

 

なぜ、時間は前にしか進まないのか？「わかっていること」と「わかっていないこと」

なぜ、時間は前にしか進まないのか？「わかっていること」と「わかっていないこと」

https://archive.md/XKm5K

『・・・小さい素粒子になると、時間の流れる方向はたいていどっちつかずになるらしい。たとえば、電子は光子を放出することもあるし吸収することもある。

　クォークが2個合体してZボソンになることもあれば、Zボソンが崩壊して2個のクォークになることもある。

　ほとんどの場合、素粒子が作用しあう場面を見ただけだと、この宇宙で時間がどっちの方向に流れているかはわからない。でもわかる場合もある。

　時間が前に進むか後ろに進むかで違ってくる素粒子の相互作用が1つあるのだ。

　WボソンとZボソンが伝える、原子核の崩壊を引き起こす弱い核力は、1方向の時間の流れを好むのだ。

　細かい話は理解できなくてもさほど問題ないし、そもそも違いは小さいけれど、実際の話だ。

　たとえば、クォーク2個が強い核力で結びついているとき、クォークどうしの組み合わさり方には2通りある。

　弱い核力を使うとその組み合わさり方を変えられるのだけれど、一方に移るほうがその反対に移るよりも長い時間がかかる。だから、そのプロセスを写したビデオを逆再生すると、ふつうに再生したときと違って見えるのだ。

　それが時間とどう関係があるんだろう？ 正確なことはわかっていないけれど、何か役に立つ手掛かりのにおいがする。』

↑

プランクレベルに至ったＢＨはもはや後戻り（＝ふたたびＢＨの質量が増える事）はない。

これは「ホーキング放射が時間に対して不可逆反応」になっている事」を示している。

 

 

宇宙が膨張する速さ、新たな観測で謎がますます深まる、理論に根本的な誤りか

https://archive.md/FuFkC

『米航空宇宙局（NASA）のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）から得られた新しいデータにより、宇宙がどの程度の速さで膨張しているかにまつわる謎が深まっている。今回の発見は、宇宙の膨張速度についての真相を解明するには、未知の物理学が必要となる可能性を示唆している。論文は査読前論文を投稿するサーバー「arXiv」で2023年7月28日に公開された。

約138億年前に誕生して以来、宇宙はあらゆる方向へ膨張を続けている。「ハッブル定数」と呼ばれる、現在の宇宙の膨張速度を分析することにより、研究者らは宇宙の年齢を推定できる。また、宇宙が永遠に膨張を続けるのか、自ら崩壊するのか、それとも裂けてしまうのかなど、その行く末を詳しく予測することができる。

　ハッブル定数を測定するうえで研究者が用いる戦略は主に2つある。ひとつは、超新星やケフェイド変光星（セファイド変光星）など、科学者がその性質をよく知っていて地球から比較的近い天体を利用し、それらがどの程度の速さでわれわれから遠ざかっているかを推定するというやり方だ。

　もうひとつは、ビッグバンの名残である「宇宙マイクロ波背景放射（CMB）」を調べて、宇宙が初期以来どれだけの速さで膨張してきたのかを推定する方法だ。

　意外なことに、過去10年の間に、これらふたつの方法からは相反する結果が導かれている。

　欧州宇宙機関（ESA）のプランク宇宙望遠鏡による宇宙マイクロ波背景放射の観測結果は、宇宙は67.4キロメートル毎秒毎メガパーセク（1メガパーセクは約326万光年）で膨張していることを示唆している。それに対して、ハッブル宇宙望遠鏡を用いて近くの超新星やケフェイド変光星から得られたデータは、それよりも速い約73キロメートル毎秒毎メガパーセクという速度を示している。

「ハッブル対立」と呼ばれるこの問題の解決は、宇宙の進化とその運命の解明につながる。考えられる対立の原因のひとつは、ハッブル定数を算出する方法が単純に間違っているというものだ。

「この食い違いは単なる測定誤差で、すぐに消えてなくなるのではないかという希望的観測もありました」と、今回の論文の著者である米宇宙望遠鏡科学研究所（STScI）の天体物理学者アダム・リース氏は言う。氏は宇宙の膨張が加速しているという発見に貢献したことにより2011年にノーベル物理学賞を受賞した。

　今回の新たな研究においてリース氏らは、高い解像度を誇るウェッブ望遠鏡を用いて、地球から約2300万光年離れた「NGC 4258」と、約7200万光年離れた「NGC 5584」という2つの銀河にある320個以上のケフェイド変光星を分析した。

　これにより判明したのは、ウェッブ望遠鏡がハッブル宇宙望遠鏡に比べて、およそ3倍の精度向上を示したということだ。「20％程度の向上でも十分だと思っていましたから、3倍というのはほんとうにすばらしい数字です」とリース氏は言う。

　しかし、新しい観測結果にもとづくハッブル定数の推定値は、ハッブル宇宙望遠鏡の観測結果にもとづくものとほぼ一致していた。「以前の推定値が、ウェッブ望遠鏡による試験にパスしたわけです」と、米国立光学赤外線天文学研究所の天文学者ジョン・ブレイクスリー氏は言う。氏は今回の研究には関わっていない。

「どこかの時点で、これは測定誤差ではないと認めなければなりません。そしてもし誤差でないのであれば、それは宇宙について非常に興味深いことを示しています」とリース氏は言う。「謎は深まるばかりですが、これはいい謎と言えるでしょう」

まだ知られざる宇宙の仕組みがある？
　こうした新たな発見は、ハッブル対立の原因が、測定の不正確さよりさらに根本的なものである可能性を示唆している。もしどちらの数値も正しいのであれば、天文学者は、宇宙がどのように成長してきたかについて、何かを見逃していることになる。

　近くの超新星やケフェイド変光星から得られたデータは、宇宙マイクロ波背景放射の観測から導かれる若かった頃の宇宙の状態に基づいた予想と比べて、膨張がより加速していることを示している。これだけの加速は、研究者がダークエネルギーを用いて説明できる範囲を超えている。ダークエネルギーとは、宇宙の加速膨張を引き起こしていると考えられている理論上の存在だ。

「観測結果と最も有力な宇宙モデルの間には、明らかな齟齬があります」とフランス、パリ天文台のピエール・ケルベラ氏は言う。氏は今回の研究には関わっていない。「今や問題は観測ではなく、宇宙モデルにある可能性が高くなりつつあります。観測はかなり確かなものだからです」

　考えられる説明のひとつは、「われわれが使っている重力理論、つまり一般相対性理論に問題がある」というものだとケルベラ氏は言う。宇宙マイクロ波背景放射から導かれるハッブル定数は、一般相対性理論に基づくモデルに依存していると氏は説明する。

　もうひとつの可能性として、以前は予想されていなかった形のダークエネルギーが、初期宇宙に存在していたことも考えられるとリース氏は言う。あるいは、宇宙が非常に若くコンパクトだった時代から古く大きくなった時代にかけて、時間の経過とともにダークエネルギーの性質が変化したのかもしれない。

「仮説は山ほどあり、それぞれに長所と短所があります」とリース氏は言う。「現時点では、シンデレラが履いた靴のようにピタリと理屈に合うものは存在しません」

新たな測定方法も登場
　科学者らは最近、ハッブル定数を測定するもうひとつ別の手法を開発した。それは重力波、つまり物体が加速するときに時空に生じる波紋を使った方法だ。

　2017年、科学者らは、中性子星同士の衝突から生じる重力波を検出した。こうした波紋は理論上、地球からその衝突までの距離を特定するために利用できる。また衝突で生じる光からは、その波紋が地球に向かってくる相対的な速度が明らかになる。これらのデータを使えば、ハッブル定数を算出できる。

　2017年に学術誌「Nature」に発表された、この中性子星同士の衝突から生じる重力波を用いた予備的な研究結果は、ハッブル定数が約70キロメートル毎秒毎メガパーセクであることを示唆している。ほかの2つの方法のちょうど中間に位置する数値だ。2019年に学術誌「Physical Review Letters」に掲載された論文によれば、今後5年から10年の間に検出できる50組ほどの中性子星の衝突を分析すれば、十分なデータをもとに、より確実な結果が得られるかもしれない。

　一方、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡ではその間、さらに10以上の銀河にあるケフェイド変光星までの距離が測定される予定だとブレイクスリー氏は言う。これにより、地球に比較的近い宇宙での測定結果をさらにしっかりと検証できるようになるだろう。

　それでも、誰かがこの宇宙のパズルの足りないピースを見つけるまでは、ハッブル対立の謎はこのまま残されることになるだろう。』

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当方が思う所は「ダークマター＝プランクスケールのＢＨが放射成分にあたる成分にホーキング放射をだし、その質量を経時変化させる＝減少させることが原因で宇宙の膨張速度が増加している」というモデルである。

従ってこのモデルでは「ダークエネルギーの存在なしで宇宙の加速膨張を説明する事が可能となる」のです。

以上のモデルについての詳細はまた後程。

＞「仮説は山ほどあり、それぞれに長所と短所があります」とリース氏は言う。「現時点では、シンデレラが履いた靴のようにピタリと理屈に合うものは存在しません」

という訳で「山ほどあるモデルの一つにもう一つ仲間を増やそう」と企んでいます。

https://archive.md/AOqdf

 

ブラックホールは最速2万9000km/sで運動する場合があると判明 光速の約10分の1

https://archive.md/82ZKE

『では、ブラックホール同士が接近した時にはどのような結果が生じるのでしょうか？ブラックホール同士の場合、単なる接近遭遇だけでなく、衝突でも膨大な速度が生じることが分かっています。ブラックホール同士が接近すると膨大なエネルギーの重力波が放出されますが、この重力波の発生には偏りが生じることもあるため、衝突後に誕生した合体ブラックホールは特定の角度に集中した重力波によって “蹴り飛ばされる” 可能性があります。

そのようなブラックホールの実例としては活動銀河「CID-42」に存在するとされる超大質量ブラックホールがあり、2つのブラックホールが衝突した結果、銀河に対して約2000km/sの速度で飛び出していると推定されています。

このように、ブラックホール同士の衝突は極めて大きな運動速度を生じる可能性があり、その限界速度はこれまで5000km/sだと推定されていました。これは光の速度の約60分の1に相当します。

ロチェスター工科大学のHealy氏とLousto氏は、ブラックホール同士の合体で生じる限界速度についての数値計算を行いました。

ブラックホール同士の接近で生じる激しい重力波の変化を正確に計算するには、計算強度の高いスーパーコンピューターを必要とします。また、限界速度を知るには様々な角度からの衝突を仮定する必要があるため、パターンが増えるに従って計算量も膨大になります。

Healy氏とLousto氏は、ブラックホール同士の衝突パターンを1381通り想定して計算を実行しました。これは5000km/sという上限値を推定した研究で計算された42通りを大きく上回ります。その結果、かすめるような角度で衝突する時に最大の速度が生じ、最高で2万8562 (±342) km/sに達することが分かりました。これは以前の数値計算で示された値の5.7倍であり、光の速度の約10分の1に相当します。この速度では地球を1周するのに1.4秒、地球から月まで移動するのに13.5秒しかかかりません。』

↑ＢＨが重力波を偏った方向に出す時に、その反動でＢＨが動き出す、そうな。

ほほう、そうですか。

そうであるならば、「軽くなったＢＨがホーキング放射を出す事の反動で光速の１０％を優に超える速度で動いても何の不思議もない」という事になります。

つまりは「ＢＨも運動量保存則に従って動きまわる」という事です。