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宇宙の成り立ち 宇宙誕生のストーリー(マイ オリジナル)前編

宇宙 誕生のストーリー (マイ オリジナル仮説)  前編(概要、理論編)

宇宙ブラックホール仮説;巨大中心核を持つ大宇宙構造モデル  

最終更新 2023/10/01 S.Aada  初版2012年頃  更新理由:新重力理論の組込  

The answer except the Big Bang. Cosmic black hole hypothesis. English edition


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 目次だよ 今回の更新は新しい重力理論の組込だ それ正しいのか?

前編 0. 本論の概要  1. 本論での主張項目   2. 基本理論    

後編 3. 本論の立ち位置    4観測事実の説明    5. 質量エネルギー保存則修正   6. 空間が閉じて反転するメカニズムの図解    7. 結論。ブラックホール内は我々の宇宙と同じだ。 後編に行く➡

本論は長文になりすぎたので、前編と後編に分割しました。本論はこの前編と後編、さらに詳細事例を個別に解説したページ群で構成します。



.本論の概要 

本論は私の主張する宇宙論であり、現在主流である「ビッグバン宇宙論」とは全く逆説的な宇宙論となります。それは我々にとって観測不可能な領域に存在するであろう「外部空間」という広大な空間が元々の舞台。そしてそこに発生した巨大な「宇宙ブラックホール」が我々の宇宙のベースになります。我々の宇宙とは、これのシュヴァルツシルト半径内を落下過程にある「空間と多くの天体」のごく一部であると想定しています。

(この宇宙は裏返し空間であるという主張)我々の宇宙では空間が反転しており、宇宙ブラックホールの中心核が360°の全天に等距離で広がった構造です。そしてそれを覆い隠すように絶対零度で真っ暗で赤方偏移が無限大、つまり時間速度がゼロの「事象の地平」が我々の宇宙を包み込んでいます。この様に空間が反転して事象の地平が我々の宇宙を包み込んだメカニズムについては「5. 空間が閉じて反転するメカニズムの図解」または別ページの「ブラックホール内の景色」で詳しく解説しています。この空間構造により我々の宇宙空間は事象の地平への放射冷却で絶対零度付近まで冷却されています。


(宇宙全体の重力場構造とハッブルの法則の関係この裏返し空間では観測者から見て、宇宙ブラックホールの中心が宇宙の最遠方の全ての方向に等距離で存在していることになります。そのため観測者にとって中心核の重力が釣り合い、無重力状態になっています。つまり我々は宇宙ブラックホール中心核に対して等速(慣性運動)で落下しています。


このようにシュヴァルツシルト半径を超えて落下したとき、空間が反転して我々の宇宙は中心核の巨大な重力場が釣り合い、無重力状態になるという設定のおかげで宇宙全体でも質量エネルギー保存則が守られ、特異点ができることも防げました。


また遠方ほど重力勾配の底に近づくので時間速度が遅く、遠方ほど大きく赤方偏移して見えます(ほぼハッブルの法則通り)。そして観測可能な最遠方ではついに赤方偏移が無限大で時間速度がゼロの事象の地平となります。


(重力場と重力加速度の原理)さらに本論では重力場とは物質の真の質量の作用で時間速度が遅くなっている空間の事であり、重力加速度を受ける空間とは時間速度に勾配のある空間のことであるとしています。


重力場で物質に発生する引力の正体については次の様に説明しています。重力場とは本論では時間遅れのある空間の事です。そして重力場が出来る原因としては、物質の真の質量には空間の時間軸に作用し、これを遅らせる作用があるためです。時間速度が均等な空間では物質には重力加速度は発生しません。しかし時間速度に勾配のある空間に物質を置くと、物質内エネルギーのランダムな運動量ベクトルに変化が起こり推力が発生します。

つまり時間速度勾配の無い空間では物質内部のランダムな運動量ベクトルが打ち消しあい、物質には運動量は現れません。しかし時間速度勾配のある空間では運動量のベクトルが時間遅れのより大きい空間に向かって曲げられますので、総運動量ベクトルが完全には打ち消されなくなります。その結果、物質には時間速度勾配を下る方向に運動量が発生します。これが重力による引力、つまり重力加速度の正体であると主張します。これの詳細は別ページである「重力の正体」を参照。

この解釈で重要な効果があります。まず重力加速度には上限があるという事です。物質内の全ての運動量ベクトルが一方向にそろったところが重力引力の上限です。また物質という殻が無くなると重力の引力があまり発生しません。ニュートンーアインシュタインの重力方程式では引力の上限がないため特異点を想定しなくてはなりませんが、本論では特異点は不要です。

(宇宙の背景放射について)宇宙の⒉7K背景放射は、遠方の時間速度が我々の空間の1/1000程度といった非常に遅い時間速度の空間から来る約3000Kの黒体放射光だとしています。つまり赤方偏移が1000にも達するような遠方空間は、時間速度が約1/1000なので初期宇宙からわずかな時間しか経過しておらず、そこは今でも外部空間の3000K黒体放射層にあるように観測されています。そのため宇宙の背景放射として3000K黒体放射光が約1000倍に波長が伸びた状態で我々の銀河にも届いています。

(宇宙ブラックホールの外側にある超高温層初期宇宙の超高温層とは落下物のエネルギー開放により宇宙ブラックホールの周辺に形成された超高温、高密度の層であり、外層部が超高温で下層部に向かって温度を下げていき、最下層は約3000Kの黒体放射層になります。ここから宇宙ブラックホールの事象の地平に向かって猛烈な放射冷却が起こっています。これの詳細は1-12. 外部空間の構造」または別ページの「宇宙の背景放射」を参照。

(背景放射層の前後背景放射は前記したように、時間速度が約1/1000の空間にあるため、初期宇宙の宇宙ブラックホールを包み込む高温層の最内側にある3000K黒体放射層を見ていることになります。この背景放射層よりもう少し近い空間では、もっと時間が進んでおり3000K黒体放射層を通り越して急冷空間に入ります。すると空間温度は急激に下がり、そこからの光の放射はほぼ来なくなります。放射しないということは吸収もしないということです。つまり背景放射層から我々に光が来るのを妨害しません。

これよりさらに近い空間では宇宙ブラックホールのシュヴァルツシルト半径内になり、絶対零度に近い空間に近づいていきます。さらに近くの時間速度が1/10程度の空間になると、やっと我々が直接観測できる宇宙空間になります。

逆に背景放射層より遠方の空間はさらに時間速度が遅いので3000K黒体放射空間よりさらに外側の超高温空間の時代になります。そこでは高温のため空間を光が直進できず光は届きにくいです。漏れてきた光も3000K黒体放射層でほぼ吸収されてしまうので、我々にはそこからの放射は届きません。

今後さらに時間が過ぎていくと、現在の背景放射層の場所は急冷空間に移行していき、背景放射は届かなくなります。しかしそれより少し遠方の空間が3000K黒体放射空間になり、そこから引き続き背景放射が届きます。しかしさらに空間の時間速度は遅くなるため、背景放射はより長波長側にシフトしていきます。

(宇宙の加速膨張について)遠方の時間速度の遅い空間から発せられた光源の光は実際の距離よりかなり遠方に観測されます。これがビッグバン論で「宇宙が加速膨張している」とされる観測結果の、本論による解釈です。これの詳細は別ページの「宇宙の加速膨張の謎を解明」を参照。


(ダークマターについて)また正体不明だが確実に存在するだろうとされている重力源「ダークマター」は、本論では外部空間で大量に作られた正、反物質の結合体(電子ー陽電子結合体、陽子ー反陽子結合体など)がその正体だと主張します。詳しくは詳細解説ページ「 ダークマターの正体」を参照。

このような理論セットで宇宙のほぼ全ての観測事実を合理的に説明可能だと思っています。以下の「1. 」この概要をもう少し詳しく説明します。そして「2. 」では本論の理論背景を整理し、後編の「4. 」では実際の宇宙での観測事実と、それに対する本論での説明、解釈を行います。

全て飼い主の妄想的主張だよ。ほとんど何も立証されていないから、くれぐれも鵜呑みにしないように!心配しなくても誰も本論を信じてないから。その方が問題だー  宇宙構造やダークマター、宇宙背景放射、重力の正体に関する説明は飼い主にしては良くできたと思ってるけど、反物質がない理由の説明については無理やり感が強い。この点の改良が今後の課題だ。

BHS.jpg
[図ー1] 本論による宇宙の構造図(大まかなイメージ)

.本論で主張する項目 「0. 本論の概要」を項目で再編集したもの。一部内容が重複します。
本論での主張は多岐にわたります。そのため以下の様に項目を分けて本論での主張をまとめます。

1-1. 宇宙の構造
本論では宇宙の彼方に大質量の中心核があると想定しています。それは我々が認識する全宇宙の総質量を何桁も超える巨大質量の中心核です。そしてそれの重力場で時空間が極端に曲がり、裏返しになった閉鎖空間が我々の認識する大宇宙空間だとしています。つまり我々の認識する大宇宙とは、巨大なブラックホールのシュヴァルツシルト半径内を等速で自由落下している「空間とその中に分布する天体等」です。そしてそれらを包み込む事象の地平内が我々の観測できる大宇宙の全てであるという主張です。参照→ブラックホール内の景色

中心核を持たない分散質量型のブラックホール、例えば今の宇宙も、もう少し物質密度が高いと宇宙全体がブラックホールになってしまい、我々の宇宙の外側に「事象の地平の裏側」ができます。この事象の地平の裏側はすべての光をはね返します。その結果、内部温度は上昇を続けます。さらに分散しているすべての質量は重力収縮していくので遠方天体ほど青方偏移して見えます。これは明らかに我々の宇宙の状態とは違うので、このタイプのブラックホールではありえない。やはり我々の宇宙は事象の地平の表側が前方にある通常タイプのブラックホールの内部世界だろう


1-2. 裏返し空間と我々の宇宙

裏返し空間とは極限的な時空間の歪みで中心核が裏返しになり全天空に広がった空間の事です。つまり我々の認識する宇宙空間では観測者に対し中心核が全天空を等距離で均等に覆い、重力が打消されたその空間の中心に浮いている様に認識されます。さらに全天空に存在する中心核はブラックホールの事象の地平で覆われており、見ることはできません。事象の地平は真っ暗で絶対零度であり、さらに時間が停止し、距離もゼロの場所です。全天に広がって見えてもそれは重力レンズ効果によるものであり、実際には点です。


そして我々の観測できる現実の大宇宙空間は、実際にその事象の地平で完全に包み込まれた世界になっています。これはビッグバン宇宙論でも同じ説明になっています。


この状態は観測者が宇宙ブラックホールのシュヴァルツシルト半径内に落ち込んだ瞬間から中心核に到達するまでの期間、継続します。下図は裏返し空間の概念図です。この裏返し空間はブラックホールのシュヴァルツシルト半径の内側に落ち込めば、誰でも体験できます。たぶん


空間構造20220922
[図ー2] 裏返し空間の概念図



1-3. 裏返し空間の内部景色

裏返し空間内では観測者を中心にして、全天を真っ暗で絶対零度の事象の地平が覆います。そしてその中の落下物は全て観測者から遠ざかる方向に落下していきます。これは観測者から見てすべての方向が中心核の方向になるという空間構造のためです。そのため遠方になるほど重力ポテンシャルの差(本論では時間速度比)が大きくなり赤方偏移が大きくなります。そして事象の地平の所で赤方偏移無限大、時間速度ゼロになります。つまりハッブルの法則の正体はこれだと私は主張しています。


この空間内での重力勾配は比較的近距離では距離にほぼ比例であり、単純なハッブルの法則が成り立ちます。しかし遠距離になるほど重力場の性質で単純比例から離れます。また遠方で時間速度が我々の1/nの空間から来た光は、最初はその光源の固有波長の光を出しますが、我々に近づくほど空間の時間速度が早くなるため、次第に赤方偏移し波長が長くなっていきます。そして我々に届いた時にはn倍になっています。すると光源までの距離はそのすべての波長を加算したものとなります。


しかし我々がその光を直接観測すると光源自体が固有波長のn倍に大きく赤方偏移して見えます。実際の距離は先に説明した通り我々までの光路の波長をすべて加算したものです。しかし我々がその光を観測すると、光源からわれわれの宇宙までの全ての光路で大きく赤方偏移して見えます。つまり全光路で波長がn倍になったと観測され、実際の距離よりもかなり遠くに観測されます。


この現象によりハッブルの法則から予想される結果にずれが生じます。遠方宇宙の赤方偏移の増大に対し、そこまでの距離は比例して増加ではなく指数関数的な増加をします。ビッグバン論で「宇宙の加速膨張」などと言われている「観測結果のハッブルの法則からのズレ」は、これらが原因であると私は主張します。

この関係を方程式で表すのは、この飼い主では無理だよ。でも今はコンピュータが気軽に使えるから、このような複雑な関係でもプログラミングで解決できると思うよ。



閉鎖空間-6
[図ー3] 我々の宇宙と宇宙ブラックホールの関係図


我々がシュヴァルツシルト半径内を落下しているといっても、事象の地平を超えるわけではありません。事象の地平は原理的に到達不可能です。落下観測者はどこまで行っても宇宙ブラックホールの事象の地平の外側にいます。上図で落下観測者がシュヴァルツシルト半径を超えて落下すると空間が裏返しとなり、全天に宇宙ブラックホールの中心核と事象の地平が広がった閉鎖空間となります。その場所は宇宙ブラックホールの事象の地平の外側には違いないのですが、その事象の地平で包み込まれた孤立した閉鎖空間です。事象の地平は光を全て吸収し、一方通行で光を含む一切の放射は出てこれず、そのため絶対零度です。これに包まれた我々の宇宙空間は真っ暗になり絶対零度近くまで冷却されました。


1-4. シュヴァルツシルト半径内は無重力空間

裏返し空間では落下観測者から見ると全天に宇宙ブラックホールの中心核が等距離に存在するので、重力がバランスして無重力状態(本論では時間速度勾配がゼロと表現)となります。「落下観測者」という物質が中心核の重力で加速されるのはシュヴァルツシルト半径の所までであり、その後は慣性による等速運動となります。この理論設定により宇宙全体での質量エネルギー保存則が守られました というか、この解釈を入れないと質量エネルギー保存則が破綻するし、現代物理学全体が成り立たなくなるだろう


1-5. 我々の宇宙空間が落下を続ける事による景色の変化

我々はシュヴァルツシルト半径までの落下過程で既に大きな落下速度を獲得しているので、中心核までの距離は一定速度で縮まっています。これは我々から見ると最遠方の事象の地平が一定速度で我々に近づく、つまり大宇宙の大きさが縮んでいくように観測されます。遠方銀河とは等距離を保ちますが、事象の地平が近づいてくるので赤方偏移が進行していき、最遠方銀河から実質的に消えて無くなります。ちなみに時間速度が1/nの空間では距離も/nになります。光速度も1/nになります。


1-6. 我々の宇宙の落下速度
我々の落下速度ですが、これは光速度よりもかなり遅いと推定します。もしある物体が障害無く最遠方から宇宙ブラックホールに落下した場合、シュヴァルツシルト半径の所でその速度はほぼ光速度に達するでしょう。しかし前記した様に実際には物質の生成自体が宇宙ブラックホールに比較的近い場所なので、落下距離は限られます。そのため落下速度も制限されます。

1-7. 遠方空間の見え方について(宇宙の背景放射層)

例えば現在観測される時間速度が1/1000の場所(宇宙の背景放射が観測される場所)について考察します。外部空間で我々の空間との時間速度差がほぼゼロだったころを原点とします。宇宙ブラックホールに近づくほど時間速度勾配が大きくなって、シュヴァルツシルト半径を超えたところで慣性運動になります。そこから時間速度比はほぼ1/1000で大きな変化はなかったと推定します。


我々から「時間速度が1/1000の空間」までの距離が150億光年だとすれば、光の速度から見て150億年前の空間を見ていることになります。そこに更に時間速度の差が加算されます。我々の空間との時間速度比が1/1000なので、われわれが落下し始めてから1000億年が経過しているとしても、その空間では1億年しか経過していないことになります。


つまり我々が観測している宇宙の背景放射をしている空間というのは、宇宙ブラックホールのシュヴァルツシルト半径を超える前の、外部空間にある3000K黒体放射層にあったころの空間を見ていることになります。つまり宇宙の2.7Kマイクロ波背景放射とは、この空間からの光が赤方偏移で波長が約1000倍になって、やっと我々の所に到達したものです。


これより少し我々に近い空間では空間温度が低くなっているために透明な層になっており、宇宙の背景放射が我々の場所に届くのを妨げません。


同様にもう少し我々に近い時間速度がほぼ1/10の空間については、同様に我々の宇宙空間が落下を始めてから1000億年だとしても、その場所では100億年しか経過していないので比較的若い宇宙が見えることになります。この時間速度が1/10程度の空間が現在我々が直接観測できる限界付近になります。


1-8. 外部空間について
外部空間とは宇宙ブラックホールの外部に広がる広大な空間であり、高温で質量エネルギー密度が希薄な空間であると想定しています。密度は我々の宇宙の平均密度よりも低いと思います。ちなみに我々の宇宙の平均密度は1m^3あたり水素原子1個程度です。外部空間が超高温であれば物質等は主に光エネルギーとダークマターの形で存在するでしょうが、温度によっては物質の形で存在するかもしれません。その場合、正物質と反物質をほぼ同数含むでしょう。超高温、超低密度なので、両者は共存可能です。

1-9. 外部空間にある高温の層
外部空間の平均温度によらず宇宙ブラックホールの周辺空間では、落下物質がエネルギーを放出するので超高温になって、光エネルギーとダークマターの形でしか存在できない超高温層を形成すると考えています。それが宇宙ブラックホールのすぐ近くでは事象の地平で冷却される影響で次第に空間温度が低下していき、その結果、水素、ヘリウム等の物質が生成します。それが更に正反物質の選択を受けた後、宇宙ブラックホールに落下していきます。

1-10. 外部空間は決して見えない
外部空間は我々の宇宙からは構造的に別空間であり、決して観測する事も行く事も出来ません。外部空間にはこのような宇宙ブラックホールが、もしかすると数千個、数億個と存在するのかもしれませんが、我々にはそれを原理的に観測できません。
リンク 詳細説明 → 外部空間と宇宙の背景放射

1-11. 外部空間から飛込む光は我々の宇宙に入り込めない
外部空間からは常に大量の光が宇宙ブラックホールに飛び込んできます。しかし我々の認識する宇宙空間の落下速度は遅いので、外部空間から降り注いだ光子は我々の空間を追い越して落下していきます。しかしそれらは我々の認識する空間に入り込むことはありません。なぜなら我々と中心核を結ぶ光路に沿った光しか我々に到達することができないためです。外部からの光路は全て我々と中心核を結ぶ光路に対し交差します。

時間モデル


[図ー4] 我々の宇宙の時間速度分布図

遠方ほど時間速度が遅くなる空間構造となる。また時間速度比に比例して空間距離が縮むため距離が圧縮されている。



1-12. 外部空間の構造


外部空間にあって宇宙ブラックホールを包んでいる高温層とは「1-9. 外部空間にある高温の層」で解説した通り最外側は落下物の落下エネルギーが蓄積して超高温になり、放射優勢で物質状態のものが存在しない領域です。そこは主に光エネルギ―とダークマターから成ります。次の中間層ではブラックホールによる冷却の影響で徐々に温度を下げ、するとダークマターから物質が対生成されます。さらに正物質と反物質を分離するメカニズムが働き、正物質と少数の陽子のみがさらに下の3000K黒体放射層に送られます。そこで物質(主に水素とヘリウムと陽子)は重力収縮を始め、ある程度の塊り(雲状)になり宇宙ブラックホールに落下していきます。これが我々の観測している大宇宙を作っていきました。落下するとき、物質の塊りは別の塊りを引き込んで数珠状に繋がる様に落下していきます。これが銀河団のフィラメント構造その他を作ったと推定しています。


外部空間-1

[図ー5] 宇宙ブラックホールの外部空間の温度分布想像図



下図は徐冷空間にあり、正物質のみ選択して落下させる構造

正物質フィルター20220905


[図ー6] 徐冷空間にあり、正物質のみ選択して落下させる構造の想像図



以下は文体を「です-ます調」から論文っぽい「である調」に変えています。あしからず。この飼い主は「です-ます調」が苦手なのだ。


2.基本理論 

質量(慣性質量、重力質量も同じ意味)という言葉は、ここでは「三次元質量」の意味になる。私の主張する「四次元体積保存則」では物質は時間軸方向に伸びることで三次元体積が減少し、収容できなくなったエネルギーを放出する場合がある。しかし物質の四次元体積 x・y・z・t は不変である。重力場を作る能力は物質の四次元体積に依存するので、三次元体積、三次元質量が変化しても、たとえゼロになっても、その物質の作る重力場は不変となる。さらに物質内のエネルギーは三次元体積で制限され変化するが、四次元体積内のエネルギー量は不変である。重力場を作る能力はこの四次元体積に比例するが、四次元体積内のエネルギーは重力場の形成には関与しない。


2-1.本論は「宇宙の成り立ち」を十分に検証された
理論のみで解明
十分に検証された物理理論の範疇で矛盾の無い解を求めたものだが、一部に私による拡張理論が含まれる。それは本論を成立させるために必要だったからだ。ただしそれは僅かな修正であり、無理のない範囲だと判断している。本論では「無から有を生じる」ような事は、その逆も含めて明確に否定している。加えて本論では電荷、重力場は三次元空間で不変量であり、物質は四次元時空間で不変の体積(真の質量=xyz・t→不変)を持つとして、思考実験でそれの証明を試みている。

2-2.本論ではダークマターは物質の一形態であると主張
本論では質量や、それと等価のエネルギーには重力場を作る能力は無いと主張する。証明は(4. 質量、エネルギー保存則に対する追加解釈)での思考実験となる。重力場とは物質の「四次元時空間で保存則の成り立つ"真の質量"」が空間の時間速度を遅らせるのが重力場の正体であると主張している。
下の [図ー7] で陽電子と電子が電気結合し、結合エネルギーを全て光子の形で放出すると、質量wがゼロの存在になる。これは従来理論では消滅したという扱いであった。しかし本論では四次元体積保存則(xyz・t→不変)により重力場を作る能力は保持したままで物質の時間軸tが無限に伸び、慣性質量wがゼロ、三次元体積もゼロのダークマターになるとしている。
w→物質の三次元質量(慣性質量、重力質量)。t→時間軸上での長さ。x・y・z・t→四次元体積、真の質量であり重力場を作る。wは三次元体積x・y・zに比例したエネルギーを収容するので、四次元体積保存則は簡易的に「w・t→一定」としても良い。

2-3.重力場を作る能力は物質の四次元体積に依存し、不変量である
下の [図ー7] の反応で重力場を作る能力は全てダークマターが引き継いでいる。この反応の前後、途中で重力場は変化しない。電荷も保存される。従来の理論では電子-陽電子反応では0.51MeV×2の光子になるだけで、電子-陽電子結合体の存在は示されていない。消え去るとされている。

例:電子ー陽電子結合型ダークマターが高エネルギー光の吸収で結合が切れて電子と陽電子が対生成する。それ以外にも陽子ー反陽子結合型ダークマターから陽子と反陽子が対生成するなどの反応が起こる。

対生成

[図ー7] 電子と陽電子の結合でダークマターが生成し、それが高エネルギー光子の作用で再分離する

私の主張: 三次元空間における「質量+エネルギー保存則」の存在、さらに重力場、電荷も保存されると考える。そして四次元時空間においては物質の四次元体積保存則x・y・z・t又はw・t→不変)の存在を主張する。

重力場は物質の四次元体積に依存する。→物質の状態によらず不変量である。結合エネルギーの放出で物質の三次元質量wがゼロに近づいても、時間軸tが無限に伸びる事でw・t(真の質量)は一定を保つ。そのため、それの作る重力場は変化しない。


2-4. 1/nの時間遅れ空間では距離が1/nになる。光速度も1/nになる。
通常空間から時間速度が1/nの空間に入ると、光速も1/nになる。しかし通常空間の観測者から見た振動数「ν(ニュー)」は変化しない。これは光子のエネルギーは振動数νに依存するので、空間の時間速度が変化しても光子からエネルギーの出入りがない以上、振動数νは一定を保つ。この振動数不変の法則性は光線がどのような空間を通っても、その連続性は維持されなくてはならない。したがって外部観測者の観点からすると、光は空間の時間速度によらず振動数νは一定になると結論される。

ここで時間速度が1/nの空間では、外部観測者から見て光速度は当然1/nになる。すると波長は空間の時間速度により変化する。時間速度が1/nの空間では光の波長は1/nになったと外部観測者には見える(λ=c/ν)

しかし時間速度が1/nの空間では波長が1/nになるものの光速度も1/nになるので一波長当たりの所要時間は変化しない。そのため同じ波数の光線は、途中の空間の時間速度に関係なく同時に到達する。ここで時間遅れ空間を挟んで通った光線の方が挟まなかった光線より波長が短かかった分だけ短い距離の所に到着する。つまり時間遅れ空間では波長が短くなり、その分だけ空間が短縮された事になる。

図の解説
下の[図ー8]において、光の通路に1/nに時間遅れした空間を挿入したとする。実際にはこのように明確な境界を持つ時間遅れ空間は存在しないが、時間遅れ空間の作用を直感的に理解できるように、あえて模式空間構造を設定した。

1/nに時間遅れした空間が光の通路に挿入されると、外部観測者から見てその空間では光速度が1/nになる。しかし光のエネルギーは変化できない。つまりエネルギー保存則より光子のエネルギーE=hνなので光の振動数νも一定になる。すると「λ=c/ν」より、この空間内では波長が1/nになっているはずである。しかし外部観測者がこれを直接確認することはできない。なぜなら外部観測者がこの光を直接観測するには時間遅れ空間から出て来た光を観測することになるが、時間遅れ空間を出た瞬間に波長も変化してしまうためである。

振動数が一定なので、光源から出発してある波数での光の到達時間は全て等しくなる。通常空間だけを通ってきた光と、途中に時間遅れ空間を挟んだ光路を通ってきた光は、同じ波数なら同時に到達する。

ここで時間遅れ空間を通った光はそこで波長が1/nになり、波数当たりの進行距離は1/nになる。そのため、同じ波数の光なら時間遅れ空間を通った光の方が短距離で同時にゴールに到着する。これは時間遅れ空間の距離が1/nに短くなったものと解釈される。

また時間遅れ空間では距離は1/nになっているが光速度も1/nになるので、そのエリアを通過するのに要する時間は時間速度に関係なく、同じ時間を要することになる。言い換えると時間速度が1/nの空間では距離が1/nに短縮されるが、そこを光が通過するのに要する時間は一定である。

空間-時間-距離

[図ー8] 時間の遅れた空間が及ぼす影響



2-5.  重力場について

本論では重力場とは物質の「真の質量」の作用で空間の時間軸が影響を受け、時間速度の遅れた空間の事であると主張している。重力勾配とは空間の時間速度勾配の事である。物質の質量にはこの時間速度勾配により推力が発生する。これが重力加速度の正体であるとしている。


光は光速度の遅い空間に向けて進路を変える(重力屈折)。いうまでもなく光の進路(通路)が最短の空間距離となる。この光の通路は観測者から見ると曲がって見えるかもしれないが、これは曲がった三次元空間における最短距離に間違いはなく定義としては「直線」ということになる。

また物質、例えば陽子内では内部に閉じ込められた大量のエネルギーが運動量を持ってランダムな運動をしている、と想定している。それらは物質シェルに衝突し、それに運動量を与える。しかし通常はそれらの運動量ベクトルは打ち消しあい、物質には推力は発生しない。しかし時間速度の変化する空間では運動量ベクトルの総和は指向性を示すようになり、時間速度の遅い方向に推力が発生する。これが重力の引力、重力加速度の正体であると主張する。

この推力のエネルギーは重力場を作った物質同士の重力結合エネルギーから支出される。ここでも質量、エネルギー保存則が厳密に適用されている。

以下は重力場の正体に関する私見。詳細は専用ページ参照→重力の正体

重力のF


[図ー9] 空間の時間速度勾配により物質の質量に推力が生じる


重力勾配のある空間とは時間遅れの程度に空間的な強弱がある空間のことである。この強弱が出来るのは重力場を作る「真の質量」との距離等で決まる。これは既存の重力方程式の質量項に「真の質量」を代入すれば求められると考えている。

  
ここで [図ー9] の物質の存在する空間は左側が時間速度が遅く、右側が時間速度が速かったとする。


Mの左下への動きでは時間速度の遅い空間の方向に、つまり時間遅れの大きい空間側にMの軌道が曲げられる。これは透明物質中で光速度が遅くなる方向に光が屈折するのと同じ原理である。


これはMの右上への運動でも同様に時間遅れがより大きい方向に曲げられる。そのためMがランダム運動している場合でもMの軌道が時間遅れの大きい方向に全て曲げられる。すると物質シェルが受け取る総運動量のベクトル和は時間遅れのより大きい方向に向けた運動量が残留(発生)する。


これが重力場(ここでは空間の時間速度勾配)で質量が引力F=Mgの力を受ける原理であると私は主張する。そして引力F=Mgには上限値があることも示唆する。引力Fが物質内部の質量エネルギーMの運動量に起因する以上、それのベクトルが完全にそろったときに生じる引力Fが最大値となる。


加えて、もし上記「時間の遅れた領域」の時間速度がゼロ(停止)であれば、その距離はゼロになる。我々の観測する大宇宙の最遠方は事象の地平であるという本論の主張には、ほとんど異論がないだろう。なぜなら従来のビッグバン宇宙論でも、この宇宙の最遠方は事象の地平だとしており、この点は本論と同じだからである。するとそこは半径約140億光年の球体の内面に見えるが、実際にはその広がりはゼロであり、一つの点であるという事になる。全天に広がって見えるのは空間構造によるものである。これを曲がった二次元面である地球表面で例えてみる。例えば観測者が南極点に立つと地表の最遠方に北極点が存在し、しかもそれは360°方向すべての最遠方に北極点が存在している。ここで北極点を事象の地平だと思えばよい。つまり点の事象の地平が360°方向に広がって見える。



2-6.  遠方の時間遅れ空間にある光源は実際よりも遠方に見える

遠方にある時間遅れ空間内で発せられた光はどうだろうか? [図ー8] の様に例えば1/nの時間遅れ空間に光源があったとしよう。これを外部観測者が観測すると波長はn倍になって観測される。すると観測者から見て光源までの距離は(波長×波数)なので、ずいぶん遠くに観測されることになる。実際の距離は全ての波長を加算したものだが、この波長は時間遅れ空間では光源の発した光の波長そのままであり、それが通常空間に出るとn倍になっている。全体がn倍になっているわけではない。しかし我々がそれを観測すると、光源からの全ての光路で波長がn倍になったと観測される。

これが遠方空間では空間の時間速度(≒1/(赤方偏移+1))に対し、ハッブルの法則から想定される以上に天体の距離が遠く観測される原因である。この観測結果から「宇宙は加速膨張している」とビッグバン宇宙論では解釈されている。しかし本論による観測結果の解釈は、この時間遅れ空間の性質から来るものと解釈している。



2-8その他、基本理論のまとめ

よく知られた理論や法則と、それに対する私からの少しの拡張や修正の提案


(1) 質量エネルギー保存の法則

質量エネルギーは総量が一定である。ここで言う質量とは慣性質量、重力質量の事であり、エネルギーと等価 (換算式 E=Mc^2) である。


拡張:あるブラックボックス内でどんな反応が起きても、そこからの出入りが全く無い場合、ブラックボックスの質量とそれの作る重力場も変化せず一定である。内部の電荷数も一定である(すべてに保存則が成立)。それはたとえ電子ー陽電子反応、陽子ー反陽子反応でも保存則は成立する。 電荷については存在し続けていても、正電荷と負電荷が結合することで電場が打ち消され、外部からは観測できなくなる、という事はあるよ


(2) 真空中で光は最短距離を直進する

真空中では光は直進し、その光路は二点間の最短距離である。遠方観測者から見て光路が曲がっているように観測される場合、それは空間が曲がっていると解釈され、曲がった空間を光はあくまで直進している。その光路は二点間の最短距離である。


拡張:真の質量の作用で空間の時間速度が1/nに遅くなった場合、光速度も1/nになる。空間の距離も1/nに短縮する。


(3) 曲がった三次元空間では二点間の光路は無数にあり、その全てが最短距離

3次元空間は重力場で曲がり、曲がった3次元空間では2点間の光路は1つではなく無数にできる場合が有る。


拡張:一つの中心核による単一構造の重力場において、観測者から出た光が全て中心核に向かうような空間の場合、無数に出来た二点間の光路は全て等距離で二点間の最短距離である。これは曲がった2次元空間である地球表面で、南極と北極を結ぶ最短行路は無数にあり、それらは全て等距離になるのと同じ事である。つまり観測者から見て全ての方向の等距離に中心がある閉じた空間となる。このモデルでは地球南北の両極間の様に正反対の位置にある二点間ではこの論理は成立する。しかし例えば日本とハワイ間であれば地球表面に直線は2本ひけるが、最短距離は一本だけとなる。また地球が完全球体でない場合は無数に直線は引けても、それらが全て等距離ではなくなる。このあたりの取り扱いは少し難しい。A-B間を結ぶ二つの光路があった場合、単一の重力場でそれが起こればその二点間は最短距離であり、等距離となる。しかし一方が鏡や別の物質の重力レンズ効果で曲げられて、結果としてA-B間に複数の光路ができていた場合には、当然その光路は等距離ではない。


(4) ブラックホールについての認識

ブラックホールとは、その強い重力場で光も抜け出せなくなった天体。遠方観測者から見るとシュヴァルツシルト半径の所に事象の地平があり、遠方の観測者から見ると落下者は事象の地平で時間が停止し、その場所に永遠に停まる。赤方偏移も増大し事象の地平で無限大に達する。しかし落下観測者にとってはシュヴァルツシルト半径は支障無く通過し、中心核に達する。


拡張:シュヴァルツシルト半径内の落下観測者から発せられた光の光路は外部に向うことが出来ず、大きく曲げられて全て中心核に向う。すると光路は可逆的なので観測者の全ての方向に中心核が見える事になる。しかも見えるだけでなく実際にその方向に存在する。そして光路は2点間の最短距離なので、全ての方向に中心核が等距離で存在する形になる。→シュヴァルツシルト半径内に散在する全ての観測者からみて、天球に「等距離で全天に広がった中心核」で包まれた「球形の閉鎖空間」の中心にいる形になる。→全天に中心核が等距離に存在するので重力がバランスし、無重力状態になる。また中心核から等距離の所に事象の地平ができる。これを観測者から見ると全天の等距離の所に事象の地平が存在する形の閉鎖空間になり、閉じ込められる。こうなると外部との連絡手段はなく脱出も不可能。


(5) 重力崩壊についての補足説明

本論では大宇宙ブラックホールの中心核は特異点にはならないとしている。なぜなら中心核の重力場が極端に強くなると、その重力場による空間の歪で空間が閉じてしまう。これは空間が反転することを意味し中心核が全天空に広がる。


すると落下物体にとって中心核の重力がバランスして無重力状態となり、それ以上、落下速度が増大することは無い。落下による運動エネルギーの増加もない。そのため、その物体が中心核に衝突してもエネルギー放出量は限られている。中心核に積もった物体にも大きな重力は働かない。そのため空間が閉じてブラックホールになってからは、それ以上の中心核の圧縮はあまり進まない。重力崩壊は無く特異点もできない。普通の物理法則が適用できる世界だ。



-8.この宇宙論全体のまとめと理論背景

我々の大宇宙空間では、全天空を等距離で事象の地平面が均等に覆う。だからこの宇宙空間は基本的に真っ暗で絶対零度に近い寒さだ。事象の地平の手前には過去の空間、物質が時間が停止に近い状態で降り積もっている。この中には宇宙の背景放射を行っている層(赤方偏移約1000、温度約3000Kの黒体放射領域)も有る。 


このメカニズムは、まず広大な空間には光を蓄積する能力が有る。その蓄積と大きな時間速度勾配の差、1/1000による空間の大幅な時間遅れ(約1/1000)さらに遠方から我々まで到着する時間約140億年などの理由で、その遠方空間の時空間座標はまだ宇宙ブラックホールのシュヴァルツシルト半径の外の時代である。そこは宇宙ブラックホールを取り巻く高温層の最内側にある3000K黒体放射層だったころの空間である。だからこの空間からは強い3000K黒体放射が我々の銀河にも届いている。ただし時間速度が約1/1000なので約2.7Kの黒体放射として観測されている

これがもう少し近い空間ではもっと時間が進んでおり、3000K黒体放射層を通り越して急冷空間に入る。すると空間温度は急激に下がり、そこからの光の放射はほぼ来なくなる。さらに近い空間では宇宙ブラックホールのシュヴァルツシルト半径内になり、絶対零度に近い空間になっていく。さらに近くの時間速度が1/10程度の空間になると、やっと我々が直接観測できる宇宙空間になる

この背景放射層は全天に広がり広大に見えるが、空間距離が1/1000なので実際には狭い。これが背景放射がかなり均一である理由の一つだ

リンク 詳細解説 → 宇宙の背景放射について


我々が観測できる天体は全て大宇宙ブラックホールの中心(全天空の最遠方)に向かって等速で落下している。しかし遠方の天体ほど中心核に近いので重力ポテンシャルの差(本論によれば時間速度の差)で大きく重力赤方偏移している。多くの銀河が渦巻き構造なのは、初期宇宙で分散していた物質が重力収縮する際に、大宇宙中心核による潮汐力の影響を受けるので多くは渦巻き構造になる。


本論によれば我々の宇宙に反物質が存在しない理由や、宇宙が加速膨張しているかのように観測される理由も、ダークマターの正体も、十分に検証された物理理論の範疇で合理的に説明可能だ。





宇宙の成り立ち 後編(観測との照合)に行く➡






オブザーバー論評

 (汗)   あくまでこの飼い主の主張であり、もちろん仮説だよ

 しかしダークマターの説明は明解で画期的だと本人は思ってるよ

 反物質が無い理由の解説も他論に比べて一番納得できるぞ

 作者主張:それより画期的なのはシュヴァルツシルト半径内の天体は空間が反転するので中心核の重力が打ち消され、重力加速度がゼロになるという結論だ。これで質量エネルギー保存則がどこまでも成立し、中心核の無限の圧縮も無いので特異点を考える必要すらない。本論によればブラックホール内部はさほど特殊な環境ではなかった! ただ空間が反転して裏返しになっているだけだ。宇宙全体として質量エネルギー保存則は成立し、重力場、電荷も保存される。特異点は存在しない。これは完璧に整然とした世界観だ。 


   おそろしやー   飼い主の思い込みもついにここまできてしまったか - - - 







筆者注釈:いろいろと試行錯誤の結果、この宇宙論はほぼ完成した?かな?  

新しい物理法則の提案(あくまで古典物理を逸脱しない範囲での拡大解釈)を含め、この宇宙の成り立ちを説明するストーリーをまとめてみました。


とりあえず私が私に説明するのに、宇宙の成り立ちに関する説明不可能な所がほぼほぼ無くなくなった。
私の感想では、たぶんこのストーリーは正しい!









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編集後記


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