| 17 |
「負の質量」の起源。
...「宇宙は二つのものの組み合わせなのだろうか？」という章で、スリオーの研究を引用しよう：『力学系の構造』Dunod 1970年、197-200頁（最近英訳された：Structure of Dynamical Systems, Birkhauser Ed. 1997）。出発点は群である。「完全な」ポアンカレ群のそのモーメントへの作用を分析することで、スリオーは宇宙が正のエネルギーと負のエネルギー（したがって負の質量）の粒子を同時に実現しうることを示す。群の理論はそれに反対しない。しかし、反対の質量を持つ二つの粒子の偶発的な出会い（正の質量を持つ反物質とは何の関係もない、上記参照）は問題を提起する。結果は完全な消滅となるだろう。光子すら出ない。純粋な状態の無からの無。正の質量と負の質量が等しい割合で混ざり合って構成された宇宙は、純粋かつ単純に消滅してしまうだろう。スリオーが示唆する解決策：
- 神が、その無限の英知と聡明さをもって、負の質量を創造することを意図的に省略したのか。
- あるいは、予防措置としてポアンカレ群から二つの「アンチクロン」成分を切除するのか。それは質量だけでなく時間も反転させるが、「オルソクロン」の二つの成分だけを保持する。
...しかしスリオーは、宇宙における負の質量の存在の可能性を排除してはおらず、その場合には次の力学を選択する：
-
正の質量はニュートンに従って引き合う。
-
負の質量は「反ニュートン」に従って反発し合う。
-
正の質量と負の質量は「反ニュートン」に従って反発し合う。
...反発し合うことで、負の質量は構造、物体、星、銀河を創り出さないだろう。それらは互いに逃げ、宇宙にあるすべてのものから逃げるだろう。ある種のパンフォビア（語源的には：すべてのものへの恐怖）である。この根底にある孤立主義的な振る舞いが、それらの存在を保証するだろう。
負の質量を含む宇宙はどのようなものになりうるか？
...それらは物質から見捨てられた空間のあらゆる領域を満たすだろう。これらの領域で、この負の物質は可能な限り均一な分布をとるだろう。こうして、光はこれらのノー・マターズ・ランドを通過する際に、いかなる重力レンズ効果も受けないだろう。したがって、観測による検出の面では：ゼロ。
逆重力レンズ効果。
...我々は上記で重力レンズ効果、つまり物質の集中の存在による光線の湾曲について述べた。図44参照。二次元の教授用モデルは、そう、あの古き良き鈍いポジコーン模型である。
...光子の軌道上に負の質量の集中が存在する場合の効果はどうか。それは負の曲率の領域、つまり「鈍いネガコーン」に対応する。図88と89参照。測地線は発散する。
この幾何学もまたアインシュタイン方程式の解である。
参照：「Jean-Pierre Petit and Pierre Midy : Matter ghost matter astrophysics. 2 : Conjugated steady state metrics. Exact solutions. [サイト参照：Geometrical Physics A, 2-5], 1998.」
...シュヴァルツシルト解（内部および外部）を取り上げ、質量の符号を反転させるだけでよい。以下は二次元の教授用画像である。負の質量は光線を「反発する」。
しかし、正であれ負であれ、均一な質量分布は正または負の重力レンズ効果を生み出さない。
負の質量による閉じ込め効果。
...正の質量は自己引力を持ち、重力不安定性に敏感である。それらは凝縮を生み出し、それが負の質量を追い出し、その分布は空隙だらけになる。
例えば銀河は、そのような空隙だらけの分布の中に身を置くことになるかもしれない。
...負の質量が正の質量に及ぼす重力の向圧力は、それらの閉じ込めに寄与するかもしれない。
...ついでに、正の質量と負の質量の混合物で満たされた宇宙の幾何学を想起させうる二次元の教授用モデルについて一言。非常に広大なテントの布地が、杭の上に置かれているのを想像してほしい。杭が非常に尖っていれば、それは点的な正の質量である。鈍ければ、正の質量の集中である。
...杭の丸みを帯びた形に沿う布地の部分は正の曲率を持つ。その先では、曲率は負である。杭が尖っていれば、杭の頂点付近は円錐の形（接平面の包絡面）を想起させる。その点はその場合、集中した曲率を表す。布地が「平らな地面の上に」張られていれば、全体の曲率はゼロである。これは、「プラス」に曲がった領域の正の曲率が、「マイナス」に曲がった領域の負の曲率と同じだけあることを意味する。
この布地にはいくつかの測地線が描かれている。このすべてを平らな地面に投影すると、次が得られる：
しかし教授用画像はやめておこう。「四次元超曲面」の場合はどうか？
アインシュタイン方程式は次のように書かれていた：
S = c
T
ここでSは幾何学的テンソル、Tは「エネルギー・物質テンソル」である。それを展開し、ある条件下、ある形式で表すと、物質のエネルギー密度ρと圧力p（単位体積あたりのエネルギー密度である：1パスカルは1立方メートルあたりのジュールでもある）が明示的に現れる。
...正の質量による密度と圧力への寄与をρ+とp+と呼ぼう。これらの量で構成されるテンソルをT+と呼ぼう。負の質量による寄与ρ-とp-は負であろう。これらの量でテンソルT-を構成する。
対応する場の方程式は次のとおりである：
S = c (T +
- T-)
科学ガイドへ戻る 2004年7月1日以降のこのページの閲覧回数：