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オブザーバーでーす
ここでは上記仮説構築中に派生した「重力の正体に関する新解釈」についての仮説を詳細に解説する。尚、本論を含め質量、エネルギー、重力場絡みの私の主張は［図ー３］の思考実験装置による思考実験結果から導いている。
飼い主の妄想的独自世界観。どんどん加速膨張中。やれやれ - - -
重力場や、それにより発生する引力の原理説明としては画期的かもしれないが、数学的に妥当性を証明しなくては仮説理論として完結していない。 目次だよ １.目的、重力の本質を追求する ２. 理論展開 2-1. 物質の持つ「質量」と「真の質量」の意味。2-2.物質がダークマターになる 2-3. 結合エネルギーの放出等で物質の三次元体積がゼロになる場合の考察 2-4. 重力場による時間の遅れと電気結合による時間の遅れ 2-5. 物質が重力場で受ける力（重力加速度）の正体 2-6. 空間の時間遅れと三次元空間距離の短縮 2-7. 物質の構造イメージと重力場の正体、質量が重力場で加速度を受ける原理 2-8. 物質の重力場での挙動 2-9. 加速度運動をさせるときに発生する慣性力の正体 2-10. 光と重力場 2-11. 電気力による時間の遅れ ３. 本論の基礎となった推論（独自理論）
本論を思いついたきっかけは、[図ー３]の思考実験装置による実験でＡ、Ｂの２物質が重力場で重力結合していくとき、結合エネルギーを放出してA+Bの質量が減少した。この現象への私の独自解釈として「重力場では時間が遅れ、物質の四次元体積保存則（ｘ･ｙ･ｚ･ｔ＝一定）により時間軸が伸びた分、三次元空間での体積（ｘ･ｙ･ｚ）が減る。その結果、物質内部の収納エネルギーが減少、つまり質量が小さくなり、小さくなった質量相当のエネルギーが発生する（物質から解放される）と解釈した。（Ｘ軸での長さをｘ、Ｙ軸での長さをｙ、Ｚ軸での長さをｚ、Ｔ軸（時間軸）での長さをｔとする）
するとここで根本的な疑問が発生した。Ａ、Ｂ両物質が引き合う重力場とは何なのか。重力場で質量に働く引力（推力）はなぜ発生するのか。なぜ物質の存在で重力場ができ、そこでは時間が遅れるのか。
またE=Mc^2だとしてエネルギーと質量は等価だとしながら、なぜ物質と同居していない独立したエネルギーである光子には慣性質量、重力質量の性質が現れないのか？
これら現象を合理的に説明するには重力場という未解明の場を持ち出すより「重力場と呼ばれていたのは、実は時間の遅れた空間そのものの事だった」とした方がシンプルに正解ではないか。
２. 理論展開
ここでは上記目的を合理的に解釈できる基礎理論を構築する
2-1. 物質の持つ「質量」と「真の質量」の意味。物質がダークマターになる
物質の質量は「質量（慣性質量や重力質量）」と「真の質量」で構成される事は本シリーズの仮説である「ダークマターの正体」その他で主張してきた。尚、慣性質量とは物質を外力で加速させるときに生じる抵抗力F＝MaのMであり、重力質量とは重力場で物質が受ける引力F＝MgのMである。この両者は厳密に等しいことが実証されている。そのため今後は重力質量も含めて「質量」または「慣性質量」とのみ表記する場合がある。
質量は外力による加速に抵抗したり重力場で引力（加速）を受けるという受動的性質を持つ。そして本論では、それは物質シェル内に閉じ込められたエネルギーにより与えられる性質だとした。つまり慣性質量、重力質量とは物質シェルの内部に収納されたエネルギーにより発現する性質である。これの解説は後の「2-7. 物質の重力場での挙動」で解説する。
エネルギーが物資シェル内には無くて裸で存在する場合には慣性質量、重力質量の性質が現れない。しかし重力勾配をさかのぼれば、そのエネルギーを失う。下ればエネルギーが増大する。これはエネルギーを質量換算した値（Meとする）が重力勾配の上下で増減するのと等しい。つまり従来の重力場での質量とエネルギーの公式がそのまま適用できる。
代表的な物質、例えば陽子はそのシェル内にアップクオーク２個とダウンクオーク１個、そして圧倒的に大きな割合のエネルギーを内蔵しており、陽子の大きな質量はこのエネルギーによるものである。陽子の質量値は変化しうる。それは時間速度比に比例関係にあり、時間速度ゼロでは内蔵エネルギーを全て放出して自身の質量はゼロになる。
これに対し「真の質量」は重力場を作るという能動的性質を持つ。これは先の質量、エネルギーとは別の要素であり、物質そのものが持つ基本的な能力であり、物質の四次元体積で決まる量となる。これは言い換えると物質の三次元体積または質量を観測者との時間速度比で除した量になる。
2-2. 結合エネルギーの放出等で物質の三次元体積がゼロになる場合の考察
全てのエネルギーを放出して質量がゼロになり物質が消失したかに見えたとする。しかし物質の四次元体積が同じなら真の質量は同じであり、同じだけの重力場を作り続ける事になる。
これの実例が例えば電子ー陽電子反応であり、さらに陽子ー反陽子反応である。この反応では両者の強い電気的結合エネルギーが、その物質の質量エネルギー換算値に等しくなり、そのエネルギーを放出する事で三次元体積がゼロになり、一見消失したかの様に見える。
しかし四次元体積は保存されており、これが作る重力場は変化しないで存在し続けている。この結合体がダークマターの正体だとするのが前記仮説「ダークマターの正体」である。
ここでダークマターという形態の物質について基本的性質の追加提示をしたい。遠方観測者から見て時間速度比が0.1であれば陽子の慣性質量は０.１倍になる。しかし近くの観測者にとっては時間速度比は0.5かもしれない。すると陽子の慣性質量は0.5倍になる。つまり観測者により陽子の慣性質量は一定ではない。
しかし陽子の時間速度がゼロだった場合は特別だ。この場合、どのような観測者から見ても時間速度比はゼロになり、陽子の質量はゼロになる。これはダークマターの質量は観測者によらずゼロであることを意味する。
ここで物質シェルという概念を持ち出した。物質（例えば電子や陽子）にはシェル（殻）があるというイメージだ。これは実在するかどうかもわからない。しかしイメージとしてこのような殻を想定しないと様々な事象の説明がしにくいので、とりあえず取り入れた。これによれば陽子は陽子シェルというおそらく球形の殻の中にクォーク、エネルギーを閉じ込めている、というイメージになる。
2-3. 真の質量が重力場を作る。「重力の強さ」とは「時間遅れの量」である
物質の真の質量の持つ基本的な能力として周囲の空間の時間軸を伸ばす（時間を遅らせる）作用がありそうだ。物質は四次元時空間で周囲の空間の時間を遅らせようとする基本的な性質があると推測される。
なぜそのような性質、能力があるのかについては、物質が時間軸方向に変形できる存在である事に起因する。物質は時間軸が伸びた形状のほうが安定するようだ。そのため自身の時間軸を伸ばそうとし周囲の時間軸も伸ばすことになる。これが重力場の本質だ。この能力は多くの物質が集まると加算され、強大になっていく。時間軸が伸びるということは時間速度が遅くなるという意味だ。重力場とは時間速度の遅くなった空間のことだ。また空間の時間速度が部分的に遅くなると空間には時間速度勾配ができる。これが重力勾配の正体であり、物質の質量はこの勾配の方向に引力を受ける。
すべての事象について言えることだが、物質にも安定な方向に移行しようとする基本的な性質がある。それの実行のために周囲の空間の時間速度を遅くさせる。これが重力場である。電気力でも正、負電荷が接近して安定しようとして周囲の空間に電場を作る。それと同じ働きである。
つまり物質の持つ重力場を作る作用というのは、正確には空間の時間速度を遅くする能力なのであろう、という推論が本論の根幹となる主張である。しかし空間の時間速度が遅くなるとｘ,y,z軸の空間距離も短くなる。だから四次元時空間を歪ませるという結果は同じになる。
その時間の遅れた空間を重力場と呼んでおり、三次元空間に生じた時間速度の変化（勾配）の方向に物質内のエネルギーが物質に推力を与える。これが重力の引力であり重力場での物質の加速である。これは従来の重力方程式の「重力の強さ」を「時間遅れ量」で書き換えればニュートン、アインシュタインの重力方程式がそのまま使える。なので本論ではその様に扱う。
この物質の持つ時間を遅らせる能力は多くの物質が集まるほど加算され、増大していく。この能力は物質に属するが、質量やエネルギーには存在しない。
ここで説明、証明が必要なのは「時間速度勾配ｇのある空間（時間速度の変化する空間）に慣性質量を置いたときに、それにF=Mｇの力が働く原理」であり、さらに「Ｍが加速度を受けたときに慣性質量に働く力Ｆ＝Ｍａと重力場で受ける力F＝Mｇが同じ原理である事」の証明であろう。
2-４. ダークマターの挙動
通常の物質は「真の質量」とほぼ等しい「質量」を持っている。そのため物質の「真の質量」が作った重力場で同じ物質が重力による引力を受ける。これは一見、物質同士が引き合っているように観測され、そこからニュートンの「万有引力説」が生まれた。
しかし質量をなくした物質（ダークマター）は重力場は作るものの、その重力場で引力を受けることはない。しかしダークマターが自身で作った重力場で他の物質が引力Ｆを受けた場合、エネルギー保存則、運動量保存則から考えて、同じだけの引力Ｆで逆方向の力が発生しなくてはならない。これは一種の反作用となる。
この反作用があるため、ダークマターと通常物質間には通常物質同士と同じだけの引力が働くことになる。しかしダークマター同志には引力等の相互作用は発生しない。
２-５. 空間の時間遅れと三次元空間距離の短縮
本論では重力場とは時間速度の遅い空間の事である。それから導かれる結論的には、三次元空間における距離は時間遅れの大きい空間ほど距離が縮まる。そして光はその最短距離を通る。その光の通路が実際の空間的な最短距離であるが、離れた場所の観測者がそれを観察すると光が曲がって進む様に観測される場合がある。これが三次元空間の歪みであり重力レンズ効果でもある。
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[図ー１] 重力場（時間速度の遅い領域）で距離が縮まる原理
上図の説明。通常空間を単一波長のレーザー光が進行していたとする。パワーはＰ[J/s＝w]、振動数は ν [Hz]、波長は λ [m] 、λ＝ｃ/ν
そこに時間速度が1/ｎになる時間遅れ空間を中間に挿入したとする。すると外部の通常空間にいる観測者から見て、1/ｎに時間遅れした空間に侵入した光は波長λが１/ｎになる。そして同様に距離が１/ｎになる。しかしこの波長が圧縮された光は外部空間に出ると元の波長に戻る。また時間遅れ空間内で発せられた光は外部空間に出ると波長がｎ倍になる（赤方偏移）。
時間遅れ空間の存在で、光の進路が時間遅れのより大きい空間の方向に曲げられるのは、透明物質中で光速度の遅い物質の方向に光が屈折するのと同じ原理になる。
外部観測者から見ると時間遅れ空間は距離が1/ｎになる。そして時間遅れ空間にいる観測者にとって、外部世界は距離がｎ倍に拡大している。
次に時間速度勾配のある空間（＝重力勾配のある空間）にこの物質があった場合の事を考えてみる。この場合、物質には推力が発生する。重力加速度というものだ。これの正体は不明とされてきた。しかし、これを本論では合理的に発生原理を説明できる。
ここで重力勾配のある空間ではどうなるか検証する。本論の主張では重力場とは真の質量による効果で時間軸が変化し、時間の遅れが認められる空間である。
[図ー２] 重力場で物質に働く力
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。
ここで [図ー２] 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。
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。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体的に曲げられるので、トータルでの運動量は打ち消されることはなくなり、時間遅れのより大きい方向に運動量が発生する。
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。
2-７. 加速度運動をさせるときに発生する慣性力の正体
次に物質が重力勾配の無い空間で加速度運動をするときを考える。 [図ー２] で空間が重力勾配がない均等な空間だったとする。物質が右方向に加速度運動をすると物質内のMの運動量は左方向で大きくなり、右方向で小さくなる。すると物質は左方向の運動量が発生し、加速に抵抗する。
つまり重力場で発生する運動量（推力、引力）と加速度運動をするときの抵抗力は発生のメカニズムが同じである。重力場と加速度運動の等価性はこれが原因となる。つまりいずれの力も物質内のエネルギー（質量）のランダム運動に起因する。
2-８. 光と重力場
光は物質ではないので「真の質量」は無い。しかしいくらかでもエネルギーを持っている光ならば、当然のことながら「広義の慣性質量」はある（M＝E/ｃ^2）。しかし物質のようにシェルをもたないので、物質の様なメカニズムで重力場（時間速度が一定ではない空間）で推力等を受けることはない。同様に光そのものを外力で加速したりはできない。この意味で慣性質量、重力質量という性質は現れない。
重力場が光に与える影響としては光が時間速度の遅い空間に向かうと自身のエネルギーが増加する。それは重力場を作った物体との結合エネルギー（マイナスの値）の増加で補われる。
逆に光が時間速度の速い空間に向かうとエネルギーが減少（赤方偏移）する。そのエネルギーは重力場を作った物質との結合エネルギーの減少に費やされる。
つまりどのような場合でも質量エネルギー保存則は厳密に成立している。重力場で物質が加速されて運動エネルギーが増大したり、光子のエネルギーが重力場で変化しても、それは決して無条件でエネルギーの増大、減少が起きているわけではなく、全体としての結合エネルギーで相殺され、全体としての質量エネルギー総量は一定を保つ。
2-９. 電気力による時間の遅れ
本論によれば物質同士が電気結合する場合でも、結合エネルギーがその物質の質量の換算値に達すると、その四次元形態が時間軸方向に無限に伸びる。すると三次元体積がゼロになり、持っていたエネルギーを全て放出して質量ゼロの物質（ダークマター）になるとした。つまり時間軸が無限に伸びる→時間が停止する、と結論した。
すると重力結合同様に電気力による結合でも時間が遅れるということになる。この場合、周囲の空間はどうなのだろうか？
結論的には重力場と電場の性質の違いが出るだろう。電気力は比較的近距離力だ。また全ての物質やエネルギーに対して働く力ではない。これは主に素粒子レベルに近いスケールでの話になる。電気力による結合の場合にはその物質同士の結合にとどまり、時間遅れもその結合した物質のみにみられる現象だろう。
しかし重力場は惑星とか太陽、またはそれ以上のスケールで顕著になる。ただし重力場を作るのはそのような大きなスケールでの話になるが、その重力場が影響を及ぼす力は素粒子レベルで考えなくてはならない。例えば重力は陽子レベルで挙動が説明可能であり、マクロの話はそれぞれの素粒子レベルの挙動を合算したものである。
ここまでの結論
❶重力場は物質が普遍的に持つ「真の質量」が作るが、慣性質量には重力場を作る能力は無い。
物質をイメージ図にすると、物質と言う球体シェルの中でM＝質量エネルギー（光子その他）が乱雑な方向に飛び回っている状態に近い。そのMは大きな運動量を持っており、物質シェルにぶつかり、それに運動量をあたえる。しかしこれらはランダムな運動で、あらゆる方向に運動してぶつかっている。そのため均等な空間では物質シェルに与える運動量は平均するとゼロになり、物質が運動量を得ることは無い。しかし時間速度勾配のある空間ではMの進路が時間速度勾配の時間遅れの大きい方向にわずかに曲げられるため、Ｍのランダム運動に偏りができ、時間遅れの大きい方向に運動量が発生する。これが重力場で質量が受ける引力、重力加速度の正体である。
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３. 本論の基礎となった推論（独自理論）
[図ー３]は物質Ａ，物質Ｂが重力で引き合い、その結合エネルギーを発電モーターで取り出し、バッテリーに蓄えるという趣旨の思考実験装置である。（他でもたびたび流用した図）
私の信じる基本原則は、そしておそらく物理常識としてもボックス②内で何が起ころうと、外部から測定したボックス②の慣性質量、及びそれの作る重力場は変化しない、つまり保存則が成り立つというものだ。（ボックス②からは何も出入りが無い場合）。本論を含める私の仮説はこれが基本原則となる。
それに加え、私はボックス②内の電荷も保存されると主張する。ただし電荷は正，負があるので、それらが接近や結合してしまうと電場はボックス②の外部からは観測できなくなるが、電荷自体はボックス内で不変量として存在し続ける。
発電モーターを動かし物質Ａ，物質Ｂから結合エネルギーを取り出すと、そのエネルギーはワイヤーや変換機を通ってバッテリーに蓄えられ、バッテリーの質量はその結合エネルギーの質量換算値分（ΔM＝E/c^2）が増加する。そしてボックス①内の（Ａ＋Ｂ）の質量は同じ量が減少する。これでボックス②内での質量エネルギー保存則が満足する。
ここで結合エネルギーが十分に大きければ、ボックス①内の質量がゼロにまでなりうる。その場合もボックス①内の質量減少分はバッテリーの質量増加となり、ボックス②内では質量エネルギー保存則を満足する。
更に私が強く主張するのは上記過程は必ず可逆的でなければならない事だ。ボックス①内からバッテリーに移動した質量について考える。もしここで発電モーターを逆転させるとエネルギーは逆流し、物質Ａ、Ｂは引き離される。するとバッテリーの質量は減っていきボックス①内の質量は増加し、最終的には元の質量配分に回復する。
ここで重要なのは重力場の行方だ。もし重力場が質量エネルギーに付随するものなら、結合エネルギーを放出しボックス①内の質量が減少するとボックス①内の重力場も減少し、バッテリーに移動しなくてはならない。最終的にはボックス①内の重力場は無くなる事になる。
しかしそれではこの過程は可逆的では無くなる。重力場が無くなると物質Ａ，Ｂを発電モーターで巻き上げて引き離しても空回り状態でエネルギーは流入せず、質量は回復しない。だからこの過程が可逆的であるためにはボックス①内の重力場は不変である必要がある。つまり質量エネルギーが流出しても重力場は変化しない。たとえ物質Ａ，Ｂの慣性質量がゼロになっても重力場は不変で存在し続けなくてはならない。
これがこの思考実験で一番重要な結論であり、重力場は物質Ａ、Ｂの質量には依存しない量であるという事だ。結合エネルギーが十分に大きければＡ，Ｂ結合体は質量がゼロになる可能性が有る。しかしその場合でもＡ，Ｂは結合する前の重力場を厳密に維持する。このＡ、Ｂ結合体がダークマターの正体である、というのが以下の「ダークマターの正体」という私の主張の結論でもある。
上記現象を合理的に説明するために四次元時空間での物質Ａ，Ｂの状態を考えてみた。するとここで「物質の四次元体積保存則」というものを想定しなくてはならなくなった。
「物質」
陽子、中性子、電子など。通常は重力場を作る能動的性質と慣性や重力場での加速などの受動的性質がある。受動的性質は物質そのものが持つ性質ではなく、収納するエネルギーにより獲得する性質であるとここでは結論する。それに対し重力場を作るという能動的性質は物質そのものが根源的に持つ性質である。この性質を「真の質量」として、「慣性質量」「重力質量」とは明確に区別する
「慣性質量、重力質量」
慣性や重力場で加速度を受ける受動的性質のこと。エネルギーと等価。E=Mc^2。両者をまとめて単に質量とよぶ。
「物質の四次元体積保存則」
①物質は四次元時空間で、その四次元体積ｘ･ｙ･ｚ･ｔが保存される。
②物質はその四次元体積に応じた重力場を作る。
③物質は三次元空間で三次元体積ｘ･ｙ･ｚに応じたエネルギーを収納する。
④物質は自身が作る重力場で周囲空間の時間を遅らせ空間を歪ませる。
⑤物質の時間軸が伸びる（時間が遅れる）と四次元体積保存則より三次元体積が減少する。
⑥三次元体積が減少するとエネルギー収納能力が減りエネルギーを放出しなくてはならない。
⑦極限状態では時間軸が無限に伸び、三次元体積がゼロになる事もある。
⑧三次元体積がゼロになるとエネルギー収納がゼロになり質量もゼロになる。
⑨質量がゼロになっても重力場は物質の四次元体積（真の質量）に依存するので不変。
⑩この三次元体積、質量がゼロで重力場のみ伴う物質がダークマターである。
関連リンク 四次元体積保存則
この飼い主の妄想はどこまで続くやら～。