地球の自転と万有引力を考える

(7月4日追記) 科学は高等数学で記述される。しかし、自然は本当は人に易しく語りかけて来るものと思う。難しい自然法則を掲げられると、それだけで尻込みしたくなる。そんな法則など余り当てにならないと思うようになった。だから「万有引力」などと言う物理学大法則を取り上げて疑問をぶつけたのが下の5月の記事である。今回追記しようと考えた訳は、最近の地球上における、気象異常現象とその多発が気掛かりになったからである。日本の夏の気温が猛暑続きである事は誰も体感している。(2018/11/29)追記。以下の偏西風は間違った解釈であった。地球の自転は貿易風が相対的な気体との関係を生み、その関連から偏西風の方向が生じると考えるべきであろう。それは地球の自転が何によって引き起こされているかとの関わりで考える必要があろう。その訳は物理学で答えられないのであろう。以下#・・#間の考えは間違いであった。#地球の回転速度より早く、大気が吹き回っているのである。地球が自転してその影響で偏西風が起きる訳ではないのである。#当然中国の上空の温度上昇が西風として日本に流れて来るのである。中国のエネルギー消費の増加に連動して日本の気温上昇が起こるのは当然の帰結である。二酸化炭素がどうのこうのでなく。要するに『エネルギー消費量の増大』が人間の生存環境に大きく影響を与えているのである。暑さを避けるには、貧乏人も、お金持ちもみんなが平等に生きる生活環境を分かち合わなければならない事に気付くべきである。クーラーで暑さをしのぐ経済成長路線が人間の生活環境を悪化加速しているのである。確かに、太陽光発電は二酸化炭素の発生抑制には成る。シリコン原材料の採掘から太陽光発電パネル製品製造過程のエネルギー消費量が発熱の気候環境に及ぼす分を差し引いての話である。原子力や、火力発電のように海水温を上昇させる訳ではないが、森林などの熱吸収効果と比較すれば、とても大きなエネルギー消費による気温上昇の原因には成るのである。『原子力発電の熱の行方』 。気温上昇だけでなく、風水害、森林火災の多発現象は人間の経済成長路線の負の産物である事を認識したうえで、未来の生き方を決めなければならない。二酸化炭素ガスの地球空気層の蓄熱作用は大きいだろうが、海水の温度調節機能は計り知れない大きさである。その海水温度上昇は永久凍土・氷河を融かし、海水の蒸発現象を促進し、大洪水の引き金になっていると解釈する。地球はグローバル化して狭い活動範囲になってしまった。世界中の人がどの様な未来の生活を望むかを、みんなで自然科学・自然の意味を理解して決めて行かなければならない時代に肥大し過ぎてしまったのである。地球環境は、極めて微妙な平衡状態に浮遊する対象であろう。地球が太陽系の中に浮遊する星であれば、多くの打ち上げられた衛星の宇宙ゴミもエネルギーバランスに必ず影響している事を認識しなければならない。また、嫌われるような話になった。

(5月19日記事)アイザックニュートン(1642-1727)が唱えた「万有引力」が宇宙や地球の運動を考える基に成っている。アインシュタインが唱えた『特殊相対性理論』、その発展上の『一般相対性理論』が現代物理学の宇宙論の拠り所と成っているようだ。しかし、それらの相対性理論は私から見れば、間違った理論と言わざるを得ない。何も難しい高等数学の数式が宇宙の真理を説き明かすものでないと確信している。現在『重力波』などが華やかに研究されているが、私には全く意味を成さないものである。そんな難しい事よりもっと身近に大きな疑問が山のように転がっている。宇宙空間が歪むなどと言う前に、何故地球が自転するのか?何故太陽を中心に惑星が同一方向の回転をするのか?上空の偏西風は何故西から地球の回転より早く回るのか?地球を回しているのは何か?等と詰まらぬ日常観測の疑問も『物理学理論』で簡単に説明できなければ、高尚な宇宙理論方程式にどんな意味が有ると言うのだろうかと異議を唱えたくなるのである。『詩心・・』70号「地動説」ってどんな意味?(2000年7月22日)ですでに疑問を吐き出しているが、今でも納得できないでいる。月と太陽と地球の運動はどのように理解したら良いのだろう。などと考えてみた。と冒頭にあり、終わりに『この地球の速度を知りたい。太陽の運動速度が解らない限り、自分の足元に不安が付きまとう』とある。先日ツイッターで「マイケルソン・モーリー」の地球の運動と光との相対速度の検出実験(1887年頃で、明治20年に対応する)の問題について触れた。その実験の検出失敗をアインシュタインが早とちりして、光の速度に関しては、日常生活で経験する様な二つの物体の運動に伴う、その相対性は観測上に現れないと言う解釈の基で、光だけは特殊な自然現象と看做さなければならないと言う事を踏まえて、『特殊相対性理論』と言うものを唱えた。ミンコフスキーの光空間とか、とても普通の感覚で捉えられない世界を構築したと言わなければならない。その学説の延長上に現在の宇宙論が有ると言ってよかろう。身近な疑問を挙げれば、地球と太陽が運動していると考えるなら、その運動の基準空間をどう認識するかと言う大問題になる。その基準空間を私は「光規定空間」と解釈する。空間は歪んでもいないし、どんな学説にも左右されず、ただそこに在るだけの全方位均等空間である。宇宙の果てがどの様であろうと地球上からの想像の域を超えることはできない世界と覚悟している。だから『光』が空間をユウクリッド幾何学の直線的に伝播する事によって決定する『光規定空間』が全宇宙に展開しているだけである。広大な空間に様々な形状で、渦巻状や回転体群の星座・星雲が個々別々の軸性を持って、エネルギーの集合局所化としての質量の集合群が生成・消滅の繰り返しとして宇宙世界を形作っているだけである。その空間を支配しているのが、物質の極限状態のエネルギー即ち『光』である。地球が運動していると言うなら、その地球の運動速度を規定する基準空間座標が確定できなければ成らない筈である。それは同時に太陽の運動方向とその瞬時速度を確定できなければならない事をも意味する。こんな至極子供じみた疑問が科学の宇宙論の基本問答として提起され、回答が求められて良いであろうと考える。

レーマー(デンマークの天文学者、1644.9.25-1710.9.19)の木星の衛星観測による『光速度算定』 木星の衛星の回転周期を観測して、地球が木星に近づく場合と離れる場合との間で、衛星の周期に違いが有る事に気付いた。その訳を地球の運動と木星からの光の速度との『相対速度』に原因が有ると解釈したのだろう。1675年に木星と地球との相対運動に基づく『光の相対速度』を算定したのである。現在光の速度は毎秒30万キロメートルと考えられているが、レーマーは光の速度を観測により、毎秒22万キロメートルと算定したようである。少し値が違うが、当時すでに地球と木星の相対運動を基に、光の相対速度と言う基本認識から算定していたのである。その実験内容の意味は「マイケルソン・モーリーの実験』で求めようとした、地球と光の相対速度検出実験と何ら違わないのである。マイケルソン・モーリーとレーマーの実験結果の違いは二つのミラー間の光の伝播経路の僅かな差に求めた事と木星と地球の相対運動の接近と離遠の大きな差に求めた事との違いが失敗と成功のカギを握る1つの要因となっただけであると言える。以上の事柄から、どう考えてもやはり地球の運動をどのような物だと確定する根拠を明確に示せない。光規定空間座標上に地球の運動状態を定義できないのが残念である。真空空間での光の速度が定義されているのだから、様々な星座や星の地球との相対速度が観測上で確定できれば、光に基づいた地球の運動を確定できるかもしれない。

万有引力とはどのような意味か? 太陽系が身近な天体である。その天体の運行で、何故同じ方向に回転するのかがとても理解できない事である。万有引力で説明しようとしても、太陽への引力と遠心力との釣り合いと言うが、質量も作用点も明確でない事や、公転・自転が万有引力の原理が原因で決まるなどという理屈は成り立たない事等から、総合して考えると万有引力の法則としての意義が信じられないのである。ニュートンは微分積分学を打ち立てた偉人でもある。「ニュートンの万有引力則の矛盾」(2004年3月の日本物理学会講演概要集第59巻第1号第2分冊 p.315) で作用点の矛盾を指摘した(旅費が無く発表に参加せず)。それは距離の逆二乗則の距離積分の数学的論理問題の提起でもある。重力定数6.672×10^-11^[㎥/kg・s]はどのように算定して、どう言う意味かは解らない。地球の自転公転で、2000年は4年毎の閏年でありながら、100年に一度は閏年にしない原則に当たる年であるのに、更に特別の事情により閏年の366日となるという珍しい2000年問題の話題になった年でもあったようだ。一年が365日としての自転公転周期に閏年も含めると、地球の一年間の回転数は366と4分の1回転となる。1回余分に回転数が加算される。等と愚かしい事を考える。ついでに誰もが不思議に思うだろうが、何故月は地球に同じ面しか見せないのだろう?万有引力からは説明できない。月は、太陽に対してどんな軌跡を描いているのだろうか?それは万有引力から説明できるだろうか?地球の太陽系における空間エネルギー分布および火星、金星、木星等々の全体の空間エネルギー分布が太陽系の意味を認識するに重要と思うが、それらはどう計算すれば良いのだろうか?等と疑問の山に満ちている地球の周りに、足元に。

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