第３者生成の原理その２
主要な部分は説明しましたが、必ず出会いがあるのかという質問には「必ず出会いがある」とお答えします。なぜならこれらは３者で全てだからです。どこにも逃げようがないのです。次の３者が同時に出会うことはあります。そのときは２つの反応が同時に起こるのです。この議論は遅かれ早かれ流行になります。いまのうちにモノにしておいてください。もうすぐ国際宇宙ステ－ションが活動を始めます。宇宙の時代です。かつてゴ－ギャンは「われわれはどこから来たか？我々はどこに居るのか？われわれはどこへいくのか？」という疑問をのこしました。今、この第３者生成の原理で「片道切符だけど終わりの無い旅をする」ことがわかりました。安心していいでしょう。

おずおずと公表します
生命あるものはやがて死し、生命なきものも変化します。この変化に宗教は解釈を与えますが、変化の根源を説明したものは不思議とありませんでした。ここで公表します。変化の根源は「第３者生成の原理」です。３者とはこの現実の物理空間内の「物質の状態」、「空間の状態」及び「エネルギ－」の状態のことです。星やその上にすむ生き物などは「物質の状態」です。空間の状態とはイメ－ジし易いと思いますが注意すべきは空間は虚無ではなく「空間」という状態が存在するということです。エネルギ－状態とは空間が振動している状態です。第３者生成の原理は、この３者のうち、どれか２者が出会うと残りの１者が生成されるという簡単な原理です。しかしこの簡単な原理こそが全ての変化を説明します。簡単な例では、星という「物質」は「空間」と出会い、重力を与えられ星相互に凝縮し、やがて圧縮熱により爆発して「熱線」という「エネルギ－」になって放散します。物質と空間の出会いが残りのエネルギ－を生み出します。このエネルギ－は例えば星などの物質にあたると物質を破壊飛散させて「空間状態」を作り出します。エネルギ－が空間状態に出会うと物質状態を生み出します。これは皆さんも実験でわかります。小麦粉などを薄く紙の上にばら撒いてテレビなどのスピ－カ－近くなど振動するところに持っていって見てください。それまで散らかっていた小麦粉がいくつかのグル－プにまとまります。物質状態に成ります。このように常に２者は第三者の生成を準備するのです。これが変化の根源です。ですから止まることがありません。あなた方も又いつか何処かかの風景になっていることでしょう。必ず出会うのか？とか３者が同時に出会うとどうなるか？などの質問が出そうですが、この次にお話します。

もみ上げの黒い女
居たんです！つくばＴＸの守谷駅のホ－ムに！最初は髪飾りが垂れているのかなと思いましたがなんか変です。そしたらなんと正真正銘のもみ上げです。刺青かとも思いましたが違いました。以外といまから流行するかも知れません。時代の先取りですね。相対論も時代の先端を走ります。つい最近つくばの高エネルギ－研究所で物質に質量がある理由がはっきりしてきたとのニュ－スが流れました。もう遅れるわけには行きません。相対論という魔法のじゅうたんに乗りましょう！

空は３猿
貴方が街を歩いたりプ－ルで泳いだりして動いたことはこの「宇宙空間は知らない」のです。貴方の動きを証明するのは周りの友達とか電柱とかの実在するものだけです。このことを「相対的」と言います。貴方も友達の動きの証明者になるのです。宇宙空間に対して「動いた」ということは誰も証明できないのです。これを一般相対性といいます。地球などから遠くはなれたところでのロケットの発進のような加速度運動でさえ「待った！それは必ずしも加速度とはいえない。全ての物が同一の振る舞いをするのは近くの重力源のせいかもしれない」ということもできるのです。見方を変えれば宇宙空間は誰の味方でもない公平な存在であるのかもしれません。「この空間の中でのできごとは全て貴方達同士で決めなさい。私は一切口出しはしません」との宇宙の声が聞こえるようです。無口盲目耳なしです

加速度系を確認する
加速度系に焦点をあてて一般相対論の糸口を見つけたいとおもいます。加速度は速度ゼロの状態からある速度に達するまでの間の状態です。この時力が作用しています。図をご覧ください。地球に大きなバネ秤が備えられていて錘Ｍ１が吊るしてあります。これは重力によりバネ秤の針を目盛りの、ある数値のところまで動かします。一方地球の重力の影響のないところに新幹線があり、中にバネ秤があります。この錘Ｍ１は電車の床とは摩擦が無いように工夫してあります。電車が矢印の方に加速すると錘Ｍ１は見かけの上では電車と反対の方に動くように見えて針を目盛りの、ある数値のところまでうごかします。この新幹線の場合のみ考えると加速度は単独で検出できるように思われます。目盛りが変化しさえすれば周りの景色などなくても「ああ、加速しているな」とわかるはずでした。ところが最初の地球重力場でも目盛りが変化するのです。こうなると新幹線は本当に加速しているのかということになりました。なぜなら新幹線をそのまま地上近くにそっと持ってくれば同じ結果になるからです。こうして加速度系の絶対性が崩壊したのです。この結果「土星に対して加速系である」とか「星に対して加速度系である」などという必要がでてきたのです。あくまでも「空間に対して加速度系である」とは云えなくなったのです。重力場は加速度系の暴走に待ったをかけたのです。

慣性系と加速度系
慣性系と加速度系の違いは何でしょうか。今ここにＡさんとＢさんの２人がいます。この二人の間の距離の変化が時間に正比例するとき「この２人は慣性系にある」といいます。どちらが動いているかは関係ありません。では加速系とはどんなものでしょうか。２人の間の距離の変化が時間の２乗に比例するとき「この２人は加速系にある」といいます。ですから加速度系では２人の間の距離はあっという変化します。いま例えば２人が離れる時を考えます。１秒後に１ｍ、２秒後は４ｍ、３秒後は９ｍ離れているようなときです。ところでこの加速度系はロケットなどの発進の時に見られる特別な現象であると思われていましたが、「重力場の自由落下」でも加速度系と同じ風景が見られることがわかりました。それでロケットの発射は本当の加速度現象であるとは云えなくなりました。　どれが本当の加速度現象であるかが決められなくなったのです。地球などの真の重力場が存在する限りどれが真の加速度系であるかの確認のしようがないのです。ですから最小限いえることは「相対的にＡさんとＢさんの間の距離は時間の２乗に比例して変化する」とだけいえるのです。こうして全ての系が「相対的」存在という看板でまとめられました。重力場はアリババの妻のようなものです。盗賊がつけた自分の家の印をそこいら中の家につけたので、あとから盗賊の本隊が来てアリババの家を襲おうとしてもどれがアリババの家かがわからなかったのです。重力場はどれが加速度系かをわからなくしたのです。このことで一般相対性が言えることになりました。

雪だるま瓢箪西瓜
重力は何故引力だけなのでしょうか。またその仕組みはどうなっているのでしょうか。これは物質と空間の陣取り合戦そのものなのです。物質と空間は同一地点を共有できないので物質は空間を押しのけて存在しています。そのため物質の周りの空間は圧迫されていて歪んでいます。ちょうど深海のほうは海面より水圧が高いのと同じです。そして地球を覆う大気のようにこのひずみ曲面があります。このひずみ曲面は自動的にその面積を最小にしようとする働きがあります。これこそ引力の原因なのです。図をご覧ください。これは断面図ですが２つの物体Ｍ１とＭ２が重力とは別の原因で接近します。これを雪だるま状態とします。その１です。するとひずみ曲線（立体の断面なので線になる）はつながって瓢箪のようになります。その２です。この瓢箪のような曲線は最短距離となるようになります。シャボン玉がすぐ真球を目指すのと同じです。このためＭ１とＭ２は束ねられるのです。これが重力であり引力です。これと似たような風景を皆さんは見ておられます。滝のようなところで水の泡が水面に浮いていますが２つの泡が接近するととたんに２つは合体します。これが重力とおなじ現象です。ですから引力のみです。

時空の哲学
相対論は時空の哲学です。この時間空間は実在することは間違いないけれども力や熱の物理量の及ばない世界です。座標変換の世界です。「全ての物が同一の加速度を持つ」という言葉にくくられて座標の統一がなされ「任意の系が同等であり、相対的である」ことに収束します。これは重力場では加速系も慣性系も見分けられないという事実からその正当性が保証されたのです。その様子と事例を使ってお話します。以前使った図ですが地上に真空の箱があり中にリンゴと軽いタンポポの綿毛が天井からつるしてあります。双方同時に糸をきると双方同じ加速度を持って落下し、同時に着地します。一方無重力空間に電車がありやはり中は真空でリンゴと綿毛があります。この電車が突然発車します。するとリンゴと綿毛はとり残され、やがて電車の壁にぶつかります。この様子を見ていた人は「２つとも同じである。箱のときも電車の時もタンポポとリンゴは同一の加速度を持つ」ことを確認するのです。こうして「加速度系と重力場は同じである」と認識するのです。この結果加速度系はそれが絶対的に加速度系とはいえなくなるのです。なぜならそれは重力場かもしれないのですから。こうして重力場は加速度系の絶対性を剥ぎ取り、相対的というレッテルを貼り付け全ての系が相対的であるとする一般相対性の生みの親になりました。

自由落下が加速度になる
重力場で自由に落下すると加速度系になることをお話します。まず円運動つまり月が地球の周りを回る運動などは加速度運動であることを紹介いたします。円運動は常にすこしづつ向きが変わっています。そしてこの向きを変えるために円の中心にむけて力を加える必要があります。そのため円運動は等速直線運動ではなく加速度運動になります。さて図をご覧ください。地球上に高さ５００キロの塔が立っています。この頂点をPとします。Ｐから水平にＡ，Ｂ，Ｃの３つの物は発射されます。このうちＡは射ち出す速度が小さいので重力に負けて落ちます。自由落下です。このときの軌跡は放物線と呼ばれます。ＢはＡの初速より大きいのですがやはり重力にひかれてＡと同じ運命をたどります。さてＣは十分大きな初速なので重力と釣り合いながら飛んでいきちょうどまたＰに戻ってきてしまいました。するとＣは円を描いたことになります。しかし、同じ自由落下であることに間違いはないのです。ここで円運動＝加速度系＝自由落下が結びつくのです。Ｃはスペ－スシャトルと同じです。重力場で自由落下すると加速系と同等であることの説明です。宜しくお願いします。

自由落下が何故加速系になるか
そのときの速度に関係なく力が加わることが出来るからです。普通ある物を加速してもすぐ限界が来ます。たとえば新幹線が発車して時速３００キロになればそのあとは増速できないのが現状です。ところが重力場は物そのものに力が加わるのではなく、その所属している空間に作用するのです。親亀の背中に小亀がいてそのまた背中に孫亀が居ます。それぞれ少し前進するとほんの一瞬ですが孫亀の運動は地面にたいして加速度になります。もちろん子亀の運動もそうです。子亀や孫亀の速度には関係なく親亀の力が加わるので子亀や孫亀は加速度運動になります。これが連続して見られるのが重力場です。力の作用する空間が次から次へと外側の空間に移りゆき、途切れることがないので最初の空間はいつも一定の力を受けることになるのです。又別の例でも説明できます。円運動は加速度運動ですが、スペ－スシャトルの地球周回運動を観察することによりよく理解できます。スペ－スシャトルは周回軌道上で真横に射ち出されたとかんがえることが出来ます。しかも円運動ですから加速度運動でもあります。なおかつ自由落下運動をしています。射ち出した速度が小さいとポトンと落ちてしまいますが速度が大きいのでとうとう落下できなくなったといえます。落下地点が打ち出したところになったのです。ここで自由落下が加速度になることを確認できます