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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、エネルギー絡みの私の主張は「３. 本論を導くための推論」の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 - - -
本論を思いついたきっかけは、[図ー２]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の慣性質量が減少した。これの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。つまり慣性質量が小さくなり、小さくなった慣性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。
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。重力場で慣性質量に働く引力（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。
これら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」とした方が正解ではないか。
物質の持つ基本性質
物質の質量は「慣性質量」と「真の質量」で構成される事は本シリーズの「ダークマターの正体」その他で主張してきた。慣性質量は慣性力や重力場で加速度を受けるという受動的性質を持ち、それは物質殻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。
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。これは先の慣性質量（エネルギー）とは無関係であり、物質殻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。つまり物質の真の質量はたとえ三次元体積がゼロになり消失したかに見えても四次元体積が同じなら真の質量は同じであり、重力場を作り続ける事になる。このような事例は物質が大きな結合エネルギーを放出して三次元体積がゼロになっても、物質は時間軸方向に無限に伸びただけであり四次元体積は保存されており、真の質量には変化がなく、したがってそれの作る重力場も存在し続ける。
これの実例が例えば電子ー陽電子反応であり、両者の強い結合エネルギーで三次元体積がゼロになり一見消失するが、四次元体積は保存されるので重力場は変化しないで存在し続ける。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。
真の質量が重力場を作る能力の意味
物資（慣性質量ではなく真の質量）の持つ基本的な能力として時間軸を伸ばす（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時間軸方向に伸びようとする基本的な性質がある。その性質によりその周囲の空間も時間軸が伸びる。つまり時間が遅れる。
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。もちろん時間の遅れた空間の事を重力場と呼んでも差し支えなく、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。これらは既に解明されている重力方程式の「重力場」を時間遅れ場として置き換えれば、ほとんどの場合はそのまま適用できる。この能力は物質に属するが、慣性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「時間速度の変化する空間に慣性質量を置いたときに、それにF=Maの力が働く原理」であり、さらにそれが「加速度を受けたときに慣性質量に働く力と重力場で受ける力が同じ原理である事」であろう。
慣性質量が重力場で受ける力の正体
三次元空間において慣性質量は時間遅れのより大きい方向（時間速度勾配の深い方向）に推力（Ｆ＝Ｍｇ）を受ける。これは慣性質量の正体であるエネルギーの内部運動量が時間勾配の無いところでは打消されて外部には運動量が現れないのに対し、時間速度勾配がある場合にはその内部運動量が全ては打消されなくなり、外部に運動量が現れる。これが重力場における慣性質量が受ける引力の正体であると推定する。
この仮定を入れると重力勾配がいくら大きくなっても、慣性質量Ｍに発生する力Ｆには限界がある事になる。同様に加速度増大に対しても、それに抗する慣性力Ｆの増大には限界がある。
空間の時間遅れと距離の短縮
観測事実に合致させるためには、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。光はその最短距離を通る。その光の通路が実際の最短距離であるが、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。これが重力レンズ効果である。
以下で上記推論を解説し、できる範囲で証明する。ただし数学的手法は不得意なので、できるだけ図解、論法での証明となる。
確定事象1. 重力場は物質が作るが、慣性質量には重力場を作る能力は無い。
物質の内部構造
物質はその三次元体積内に多量のエネルギーを内蔵している。物質の慣性質量値はその内臓されるエネルギーによりもたらされる。物質の慣性質量M＝(物質の内臓するエネルギーE)/(c^2)
これのイメージをまとめると物質と言う殻の中にエネルギーが閉じ込められている。物質と言う殻には真の質量があり、これが重力場を作る。しかしこれには慣性質量という受動的性質は無い。慣性質量は前記した様に物質に閉じ込められたエネルギーによりもたらされる。
これを摸式化すると、物質と言う球体殻の中で光子が乱雑な方向に飛び回っている状態に近い。光子は大きな運動量を持っており、物質殻にぶつかり運動量をあたえる。しかしランダムな運動なので与える平均運動量はゼロになり、物質が運動量を得ることは無い。
ここで時間速度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。
[図ー１] 重力場で物質に働く力
ここで重力勾配のある空間ではどうなるか検証する。私の主張では重力場とは真の質量による効果で時間時軸が変化し、時間の遅れが認められる空間である。
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１] 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はどの方向に移動中もその慣性質量は変化できない。なぜなら慣性質量、エネルギーは三次元空間での存在であり、質量エネルギー保存則に従うため。真の質量の様に時間軸方向に変形して逃げる事が出来ない。
するとＭの運動量は時間の遅れた空間ほど大きくなる。これは外部観測者から見て等速運動している場合でも時間の遅れた空間では時間速度が遅れた分、速度は速くなったと観測されるためである。そのため [図ー１] のＭは左に移動し殻に衝突するときは運動量が増大しており、右に移動し殻に衝突するときは運動量が減少している。このため物質には重力勾配（時間速度勾配）の深い方向に運動量が加わる。これが重力場で受ける加速度の正体である。
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１] で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。すると物質は右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。
時間速度と空間距離の関係
三次元空間における座標二点間の最短距離は光子の通路と等しい。光は時間遅れの大きい空間に向かって曲がるので三次元空間的には曲がった通路が実は直線の最短距離となる。またこの場合、二点間の最短距離は一本では無く多数存在することになる。そしてそれらは全て最短距離なので、全て等しい距離となる。
光子の波長は長くなっている。通過時間は変化なし。
これの証明は「３.三次元空間での質量エネルギー保存則」参照
なんだか話が大きくなり、古典物理の範疇で宇宙の成り立ちを説明するなんて言ってたけど、これは古典物理を否定していないか？ 古典物理では慣性力やの重力加速度、物質の本質に対する解明はされていなかったから、問題は無い。古典物理というか飼い主の信条である質量エネルギー保存則、無から有は生じない、その逆も無い。という信念は貫いているからいいのだ。 うーん - - -
ここで重力勾配のある空間ではどうなるか検証する。私の主張では重力場とは真の質量による効果で時間時軸が変化し、時間の遅れが認められる空間である。
重力勾配のある空間とは、この時間遅れの程度に空間的な強弱がある空間である。この強弱が出来るには当然であり、これが出来る原因であ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１] 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はどの方向に移動中もその慣性質量は変化できない。なぜなら慣性質量、エネルギーは三次元空間での存在であり、質量エネルギー保存則に従うため。真の質量の様に時間軸方向に変形して逃げる事が出来ない。
するとＭの運動量は時間の遅れた空間ほど大きくなる。これは外部観測者から見て等速運動している場合でも時間の遅れた空間では時間速度が遅れた分、速度は速くなったと観測されるためである。そのため [図ー１] のＭは左に移動し殻に衝突するときは運動量が増大しており、右に移動し殻に衝突するときは運動量が減少している。このため物質には重力勾配（時間速度勾配）の深い方向に運動量が加わる。これが重力場で受ける加速度の正体である。
次に物質が加速度運動をするときを考える。 [図ー１] で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。すると物質は右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）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。
[図ー２]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礎的な基本原則となる。
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、バッテリーの慣性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）の慣性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内の慣性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の慣性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結合体は慣性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。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。
「質量」
慣性質量や重力質量など、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
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。
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。
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～。