現代物理学への軌跡

現代物理学物理学

みなさんこんにちは(*´-`)

前回の記事では、古典論(の内、力学と電磁気学)を
さらっとご説明申し上げさせて頂きました。

今回の記事では、古典論から現代物理学の入り口へと繋げ
「エーテル」と呼ばれる概念、それと「時空」
また「フリーエネルギー」について考察してみたいと思います。

前回の記事を読まれていない方はこちらから
古典論(力学と電磁気学)
こんにちは。 今回の記事では、古典的物理学のお話しをしていきたいと思います。 また、別の記事では、古典論を現代物理学の入り口に繋げ 「エーテル」と呼ばれる概念、それをフリーエネルギーと絡めました スピリチュアル的な話に展開し...
それでは、詳しく見ていきましょう。
Starlith
Starlith

エーテル♪エーテル♫

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古典物理学のおさらい

前回の記事では、ニュートンの運動方程式とマクスウェル方程式
つまり力学と電磁気学を構成する基礎方程式をざっくりとご紹介させて頂きました(*´-`)

力学にしても、電磁気学にしても
現在の僕たちの身の回りに至る現象は、これらの理論で十分すぎるほどの
精度をもって説明することができてしまいます…!

 

Noel
Noel

建物の設計には機械力学。材料の設計などは材料力学。
エアコンなどの熱交換器は熱力学。
航空関係では流体力学など、機械系4力学は、現実の世界でも幅広く使われているよな…!

Starlith
Starlith

電気系に関して言えば、電磁誘導の法則を利用した
発電、変電技術。電波技術や信号処理などのような
電子系の技術など、電磁気学の基礎方程式はさまざまなところで利用されていますよね〜(゚ω゚)

 

現在僕らが、物質的豊かさの恩恵を享受できる環境にいるのは
先人たちが研究を積み重ねてきた、自然科学を背景とした文明を築き上げてきたからに他ならないからなのですね(*´-`)(←感謝☆)

これらの古典的物理学は、この記事を書いている2020年よりも
100年前の、19世紀には完成したと言われています。

現代物理学への歩み

アインシュタイン
↑の項で述べさせて頂いたように、
僕らの現実世界で適応される理論としては、古典物理学で十分すぎる程
精密に構築されている理論なのですね…。

しかし、この古典的物理学の二つの学問
力学と電磁気学の間で、「矛盾」が生じることになってしまいます。

それは、光が「粒子と波動の二重性」を示すことに他ならないからでありますね( ̄∀ ̄)

量子力学の「不確定性原理」…
確率論に代表されるシュレティンガー方程式などの話は、それだけで記事1本分は書けそうなので、また別の機会に(*´-`)

Noel
Noel

今回のテーマは、あくまで「慣性系」と「媒質」
それとフリーエネルギーに絡めたオカルト的な話だ…!

それでは、なぜこの二つの学問の間で「矛盾」が生じることになってしまったのか…。
簡単に言ってしまうと、以下のようになります。

力学→光を粒子として捉える。
電磁気学→光の波動性を示す。

ということが言えるからだと思います。

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光の波動性

前回の記事でも触れましたように、電磁気学を構成する基礎方程式は
マクスウェル方程式によって成り立つということをご説明させてもらいました。

そしてこちらのマクスウェル方程式ですが、
少し式の変形を行いたいと思います。

電荷も電流もない、真空の状態で電場Eと磁場Bを考えると

$$\begin{align} &\nabla\cdot\vec{E}=0\tag{1}\qquad \\ &\nabla\cdot\vec{B}=0 \tag{2}\qquad\\ &\nabla\times\vec{E}=-\frac{\partial \vec{B}}{\partial t} \tag{3}\qquad\\ &\nabla\times\vec{B}=\mu_{0}\varepsilon_{0}\frac{\partial \vec{E}}{\partial t}\tag{4}\qquad\end{align}
$$

のようになります。
上記の4つの式を電場Eと磁場Hに関する
連立方程式として解くわけになります♪

(3)式の両辺にrotをとると

$$\nabla\times(\nabla\times\vec{E})=-\nabla\times(\frac{\partial \vec{B}}{\partial t})
$$
左辺は以下のように変形ができます。
$$\nabla\times(\nabla\times\vec{E})=\nabla\nabla・div\vec{E}-\nabla^2\vec{E}=-\nabla^2\vec{E}$$

となります。上式は、ベクトル解析の公式から導き出されます。

そして、右辺は以下のようになります。
$$-\mu_{0}\frac{\partial}{\partial t}\nabla\times\vec{H}=-\mu_{0}\frac{\partial}{\partial t}(\varepsilon_{0}\frac{\partial\vec{E}}{\partial t})=-\mu_{0}\varepsilon_{0}\frac{\partial\vec{E}}{\partial t}$$

そして最終的には、以下のようになります。
$$\nabla^2\vec{E}-\mu_{0}\varepsilon_{0}\frac{\partial^2\vec{E}}{\partial t^2}=0\tag{5}$$
$$\vec{B}=\mu_{0}\vec{H},\varepsilon_{0}\vec{D}=\vec{E}$$

μo:真空の透磁率、εo:真空の誘電率

同じようにして、(4)式の両辺にrotをとると
$$\nabla^2\vec{H}-\mu_{0}\varepsilon_{0}\frac{\partial^2\vec{H}}{\partial t^2}=0\tag{6}$$
が導き出せると思います。(多分(*´-`))

そして(5)式と(6)式は
時間tと位置ベクトルrに関する二階の偏微分方程式になりますので
(二階の微分方程式は大体三角関数で表せることが多いと思います。)
それを解くことによって、電場Eと磁場Hは周期関数で表せる
波動”だと分かる訳になります。

わかりやすく電場と磁場の相互関係を図示すると以下のようになります。
電場と磁場の相互作用(出典:http://www.th.phys.titech.ac.jp/~muto/lectures/Gelmg06/Gem_chap13.pdf

Noel
Noel

おい!管理人!光がどうとか言ってたが、
これがなんか関係あるんか…?

ご安心ください笑
こちらのマクスウェルの方程式をさらに解き、
なおかつ電磁波を伝搬させる現象が”波動”であると仮定すると

$$\frac{1}{\sqrt{\mu_{0}\varepsilon_{0}}}=c$$
という定数項が出てきます。
これが光の速さ3×10^8[m/s]となる訳であります!( ̄^ ̄)ゞ

つまり、マクスウェル方程式より導かれる光の伝搬現象は”波動”ではないのか?
それを如実に示したことになります。

Starlith
Starlith

なんだかよくわからないけど凄いね(゚ω゚)

光の粒子性

一方、古典力学を構築したニュートンの運動の法則において
ガリレイの相対性原理)では、上記の光の速度cに近い物体は、観測者と運動する双方において速度の普遍性が保たれないという現象が生じることになります。

なぜかというと、ニュートンは力学を構築するにあたって、
絶対時間と絶対空間というものを導入しているからなんですね。

これによって、光は波動説という定説が上げられておりましたが、
それを否定する実験の例として、光電効果があります。

この実験によって、アインシュタインは光の粒子性と波動性を支持しつつも
それらの統合を計ろうと考えたとされます。
またボーアなどは、光の粒子と波動の二重性(つまり確率論)を示す「量子力学」を作り上げたと思います。

Noel
Noel

光について、まだまだわかっていないことが多いんだな…(。-∀-)

このように、光が”波動性”を示しつつも”粒子性”を示してもいます。

波動性→電磁波
粒子性→光子

と扱われるようになります。

ちなみに、この波(wave)でもあり粒(particle)でもあるこれを
エディトンは波粒(wavicle)と名付けました。

Starlith
Starlith

なんかカッコいいですね…☆

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粒子及び波動、そして時空の外へ

時空間
今まで見てきたように、光は粒子でもあり波動でもあるということがよく分かりました。

これからの項では、この事実を認めた上で
光を粒子としてみなす「慣性系」の話、光を波動として見なす「媒質」の話、
そして時空に関する話をしたいと思います。

 

Noel
Noel

これからの話は物理学的観点においては、まったくの価値がない話になるぜ…!でもそれでいいんだ。なぜならこの話をしたいがために、わざわざ古典論まで遡ってオカルト的展開に持っていきたかったからなのだから。

Starlith
Starlith

物理学の話をしたいんだか、オカルトにしたいんだかどっちかにしてくださいよ〜管理人(゚ω゚)

 

↑の方では、ニュートン力学と電磁気学の速度普遍性を、保つのに、アインシュタインは特殊相対性理論という、理論を造り上げたと思います。

こちらの理論を作り上げるのに至るまでですね、
マイケルソン・モーリーの実験とか、ローレンツ変換といった理論が出てくる訳であります!(*´-`)

マイケルソン・モーリーの実験は、光を「波動」としてみなし、
その波動を伝搬させるための「媒質」と呼ばれるものがそこら中に充満しているのではないか?

それを検証した実験になります。
ちなみに、光を媒介させる「媒質」は「エーテル」と名付けられました。

またアインシュタインは電磁気学から導き出される光の速度
これは認めた上で、新たなる力学体系を構築いたしました。
(光速度普遍の原理)

すなわち「慣性系」の矛盾を回避するために、時空間の座標変換を導入した訳になります。
これが、「ローレンツ変換」と呼ばれる線形変換です。

光を波動とみなすのであれば、
「エーテル」に代表されるような媒質が充満することになります。
この「エーテル」を検出し、”太陽光発電”などのように、電気的エネルギーへと変換させることができれば、それこそ人類が夢見る「永久機関」
フリーエネルギー」の誕生です!

また光を粒子とみなすのであれば、
ローレンツ変換に代表されるような「時空間の歪み」が生じます。

つまり3次元的空間
また過去から未来へと一定に流れると捉えている「時間」を
非線形的に捉えることができます!

つまり「時空連続体」からの解放です!( ̄^ ̄)ゞ
人類が今後、自分の肉体的にしても、文明にしても
さらなる飛躍をするのには、この「」こそが鍵を握っているのだと思います!

cherish
cherish

The return to light

 

 

コメント

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