負の質量とポアンカレ群

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • ジャン=マリー・ソリアウの本は、物理学における群論との関連性にある負の質量について取り上げ、これらの質量が宇宙に与える影響を探究している。ソリアウは、負の質量が存在し得るかもしれないが、その存在は正の質量との衝突や消失の問題を引き起こすだろうと提案している。負の質量は銀河に閉じ込めの効果をもたらすかもしれないが、お互いに反発するため、検出は依然として困難である。

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負の質量について

この負の質量に関する問題は、フランスの数学者ジャン=マルク・ソリアウ(私の隣人で親しい友人)の著書に言及されている。

『構造の動的システム』、Dunod-France 1970年、pp. 197-200

最近英語に翻訳されたもの:

『動的システムの構造』、Birkhauser 1997年(残念ながら非常に高価:124ドル…)。

出発点:群論。動的群は物理を支配する。ポアンカレの動的群は相対論的世界を支配する。この群はローレンツ群から構成されている(『幾何学的物理B』参照)。この後者と同様に、ポアンカレ群には「4つの成分」がある。2つは「正時的」であり、正のエネルギーと正の質量を持つ粒子に対応する。もう2つの成分、「反時的」は時間の逆方向に移動する粒子に対応する。ソリアウは「これらの群の成分が運動量に与える共随伴作用を通じて」それらが負のエネルギーと負の質量を持つ対応物であることを示した。

結論として、負の質量が存在する可能性は禁止されていない。しかし、すぐに問題が生じる:正の質量(および正のエネルギー mc²)を持つ粒子と負の質量とエネルギーを持つ粒子との衝突の結果は…何も生じない。粒子も空間も存在しない。なぜなら、真空中は「結合された光子」で構成されているからである。

解決策は何か?

おそらく神様は無限の知恵と先見性を持って、ポアンカレの動的群の反時的成分を切り落としたのだろう。したがって、この群は負の質量を生成できない。

ソリアウは、宇宙のどこかに負の物質が存在する可能性を排除していない。彼の仮説は:

  • 正の質量同士の相互吸引力(私たちの物質、ニュートンの法則)

  • 正の質量と負の質量の相互反発力(反ニュートン)

彼はさらに述べている:

  • 負の質量同士は互いに反発する。

ソリアウの見解によれば、負の質量は完全に自己中心的であり、他の負の質量を含めすべてを反発する。それらは単に利用可能なすべての空間を占めるべきである。一種の「全恐怖症」のようなものである。

このような負の物質は銀河の閉じ込めに寄与するかもしれない。

質量の大きな対象物の間では、負の物質はできるだけ均一であるべきであり、重力レンズ効果を引き起こさない(これらの広範な領域では)。銀河や銀河団の閉じ込め効果を除いては、検出することはできない。

いずれにしても、もし現在の宇宙にこの負の物質が存在するなら、初期には通常の物質と強く混ざっていたはずである。この濃い混合物での衝突は、お互いに完全に消滅させたはずである:

  • mc² - mc² = 0……

逆の重力レンズ効果。

正の重力レンズ効果は、以前のセクションの図44で言及されている。私たちは粗い鋭角錐(ポジコン)モデルを使用した。

「負の質量」の集中は「鋭角のネガコン」に対応する。図88と図89を参照。収束しない測地線のシステムが得られる。

これは場の式の正確な解である。参照:

ジャン=ピエール・ピエとピエール・ミディ:幽霊物質、天体物理的物質。2:共役された定常状態メトリクス。正確な解。幾何学的物理A、5、1998年。

図88では、負の質量が光子を反発しているように見える。
(88)

注:正または負の質量の均一分布は、正または負のレンズ効果を生じさせない。

周囲の負の質量による閉じ込め効果。

正の質量はニュートンの法則に従って互いに引き合う。重力不安定性(ジーンズ不安定性)は正の物質で発生する。これにより質量の集中(銀河、銀河団)が生じる。ソリアウの考えによれば、もし負の物質が存在するなら、それは正の質量対象物の間に位置し、すべての利用可能な間隙を満たす。もし負の物質が互いに反発するなら、正の物質の塊の間の媒体は非常に均一になる。この仮想の負の物質は空洞的である。図(89)を参照。
(89)

例えば、銀河はこの空洞的な負の質量分布の中に位置するかもしれない。
(90)

負の質量による反対の圧力は銀河の閉じ込めに寄与する。

教育的なモデルを想像してみよう:ポール(正の質量を表す)に置かれた大きなテント。ポールが鋭ければ、質量の集中はより密になる。逆に、ポールが丸ければ、質量の集中は広がる。
(91)

テントのポール (92)

ポールに接するテントの部分は正の曲率を示す。これらの点の間では曲率は負である。ポールの先端が鋭ければ、点状の質量、つまり集中した正の曲率(円錐状の点)を生じる。

全体として、遠くから見るとテントは平らである。これはここでは正の曲率と負の曲率の量が等しいことを意味する。物理的には、正の質量の量が負の質量の量と等しく反対である世界(M* = - M)に相当する。
(93)

私たちはいくつかの測地線(92)とその平面投影(94)を示した。
(94)

教育的なイメージを放棄しよう。4次元の超曲面はどのようになるのか?