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自分にとって、時間の本質とは何か、というのは極めて大きなテーマであり、興味深いものでした。本研究所の真のテーマといってもいいでしょう。
年少の頃より考え続け、現在到達したひとつの結論を公開したいと思います。

正直これはまだかなり不完全なものであり、草稿にすら至っていないメモ書き程度のものです。固い論文調、分かりやすい説明調の二つを用意するつもりでしたが、急ぎ公開することにしました。日本時間学会というものが設立されたことを知ったからです。世界的にも時間の正体に対する物理学的な気運が高まっていることもあり、同じ見解を持つ人がいないと思われる今を逃してはタイミングを逸しかねないのです。
以下に書く理論と同じ見解を私は知りませんでしたが、最近になってどうやら似た見解が発表されていたらしいことがわかりました。この論文の内容を読んでみないと詳しいことは分からないですが、私の考えている理論とはちょっと違うような気がします。

この理論を構築するに当たり参考にしたのは数冊の相対性理論関連本とNewton程度のもので、専門的な勉強は何もしていません。数学的な裏づけも現在はありません。(するつもりでしたが時間がなくなりました)ミヒャエル・エンデの「モモ」や夢枕獏の「羊の宇宙」などの作品にインスピレーションは与えられましたが、理論のヒントや基になったようなものはありません。オリジナルです。 もし誰かが同じ内容を発表していたとしたら、それは単に私が今迄知らなかっただけであり、この内容は無価値になります。

あくまで書きかけなので、これから少しずつ補足し、わかりやすくしていくつもりです。なお、本稿は基本的に読者の事を考えていませんので(メモのため)、相対性理論などの知識がある前提で書かれている事をご了承ください。いずれ、相対性理論についても書かなければならないと思っていたのですが…

薄字になっている部分は現在も考察中でありあまり理論がうまく確率していない部分です。要するに思いつきレベルです。
それでは、どうぞ。

 

2009 6/23 22:10

 

 

時間はエネルギーの一形態である

 

古今東西を問わず、「時間」というものの定義また正体について、哲学者、神学者、科学者が様々な考察を行ってきた。
プラトン、アリストテレス、ゼノン、ニュートン、湯川秀樹、そしてアインシュタインといった先駆者は、時間の実態と性質について論議を発展させ、ある場合には一定の光明を投げかけその後の研究に先鞭をつけたものの、根本的な解明には至っていない。

本稿は時間の概念に一応の物理学的解決を図るものである。


時間はエネルギーの一形態である。(等質ではない


・熱エネルギー、質量エネルギーのように、時間エネルギーという概念を導入すれば、現在の物理法則に矛盾なく当てはめることができ、関係性を統一することができる。


・時間エネルギーが高いとは、低いものに比べて時間の進み方が遅いということをさす。
高速で移動するロケットは静止している同質量の物体に対して時間エネルギーが大きい。


・時間エネルギーが高い物質は、低いものに比べて長い時間行動できるため、エネルギーを持っているということができる。


・ 例を挙げると、ミューオンは発生源からの距離を考えると寿命上地球には到達できないが、高速で降り注ぐため時間エネルギーが高くなり、寿命が伸びる。これは高速の運動によって時間エネルギーが高くなり、仕事量を増やすことのできる顕著な例である。
この現象は相対性理論ではミューオンから見ると「空間が縮み」、地球(第三者)から見るとミューオンの寿命が延びたように見える。これは正しいが、解釈を変えれば、ミューオンの時間エネルギーが高くなった、という見方もできる。


・ 時間がエネルギーの一種とするならば、時間に関してもエネルギー保存の法則が(量子論の不確定性原理的な瞬間を除けば)一般に成り立たなければならない。

ある存在の時間が遅れる即ち時間エネルギーが高くなる場合、そのエネルギーはそれにエネルギーを与えた存在のエネルギーの損失によって補われなければならない。
具体的な例を挙げる。
火薬式の大砲によって打ち上げられた砲弾は、高速で(ここで言う高速とは静止している物体に比べ相対的に運動速度が速いものをさす。)運動するため、相対性理論に基づき時間の進み方が遅れる。本稿の表現でいえば、時間エネルギーが高くなる。この高くなったエネルギーはどこからもたらされるのだろうか。
これは主に、推進力となった火薬の質量の減少によるもののはずである。
火薬は爆発する際、複雑な化学反応を起こし急激に体積を膨張させ、砲弾の推進力となる。爆発後、質量保存の法則に従い二酸化炭素や水、その他の微小な化学物質に変換され、それらの総量は爆発前と変わりない。しかし更に厳密なエネルギー保存の法則によれば、火薬の持っていた質量の一部は熱や音、圧力、そして砲弾の推進力となって消費されており、極めてわずかであるがその分質量は減少している。そして、この減少した質量の中に時間エネルギーも含まれているはずである。
これは、ごく単純に言えば、運動中の砲弾の時間の進み方が遅くなっている分、爆発後の火薬だったものの時間の進み方が早くなることを意味する。


・ 何らかの形のエネルギーを持っている物質・物体は、単体の存在では時間エネルギーを発生しない(と現段階で筆者は考えているが、この部分の考察は未だ不完全である)。

時間エネルギーが発生するのは、エネルギーの状態が転移する(違うエネルギーに変換される)際、または(?)他のエネルギーに干渉する際、他のエネルギーに干渉された際、更にそれらの複合的な作用による際である。(これは熱エネルギーが発生する過程を考えれば観念的には理解しやすいかもしれない)
 上記を発展させると、時間が作用する「系」を考えなければならない。太陽系などに使われる意味での「系」である。地球の重力系に存在する物体は地球の「時間系」に属している。大きく見れば「地球の時間」を生きている(無生物も含め)ことになる。つまり地球の質量エネルギーに「干渉された」結果として、「地球の時間系」に取り込まれているといえる。
 質量と形状が全く同じ物体AとBを考える。この二つが地球上の同一箇所にあった場合、二つの時間の進み方は同一である。しかしAを高いところに持っていくとAの時間の進み方は速くなる。一方Bを高速で移動させると、時間の進みは遅くなる。 このように、ひとつの時間系に属するもの同士でも、その物体が持つ時間エネルギーの増減によって時間の進み方は増減する。

 更にいえば、地球は太陽系の時間系に属しており、太陽系は天の川銀河系の時間系に属している(大まかには)。つまり、ある時間系の中の更に小さい時間系が無数に存在し、それは素粒子レベルまで拡大でき、最終的には量子力学的な何かに行き着くのではないかと思われる。
ひとつの物体を構成する原子を考える時、陽子の周りを電子は運動しているため、普通の物質は存在するだけでエネルギー状態が微小な転移状態にあるといえる。 原子の時間系が無数に集まってひとつの物体の時間系を形作っている、ということもできるだろう。


・ 宇宙空間に何らかの物質でできた球がひとつあると仮定する。これは原子で構成されており、原子は電子などの素粒子が運動している。素粒子は運動によってエネルギーの転移状態(?)を作り出している。これにより時間エネルギーが発生し、それが集まって球の時間系を形作っているため、たとえ球に何の変化が見られなくても時間エネルギーが発生しており、時間は流れているということができる。この場合、球は存在の為に時間エネルギーを消費しているのであり、悠久の時を経れば球は外来的な干渉を受けずとも崩壊すると思われる。
逆に言えば、「存在」し続けるためには時間エネルギーが必要である、ということになる。

・ 空間は、それ自身がエネルギーを持っている。これは暗黒エネルギーかもしれないし、真空の揺らぎかもしれないし、或いは未知の性質のもかもしれない。いずれにせよ、現在の物理学、理論物理学、量子力学のいずれにおいても、空間−例えば宇宙においていかなる素粒子も存在しない(ように見える)座標を切り取った場所−であっても、なんらかのエネルギーは存在していることを否定はしておらず、むしろそれを裏付ける証拠が増えてきている。

真空の揺らぎについていえば、これは粒子と反粒子が対消滅を繰り返しており結果としてその空間のエネルギーの総和はゼロであるものの、瞬間的には均衡が破れている場合もある、という理論であるが、これが事実とするなら、いわゆる「なにもない空間」においても前述の「エネルギーの転移」は起こっているのであり、「なにもない空間」でも時間の概念は存在するといえる。(だが真空状態で発生する素粒子が持っている時間エネルギーがあまりに少ないために一瞬で存在はかき消されてしまう)
 これは「なにもない空間」に時間は存在するのか、という古来の論題に対する一解釈となる。
ダークエネルギーについては言うに及ばずである。
 つまり、「なにもない空間」であっても時間という概念は通用するのであり、エネルギーの「存在」そのものが空間を形作り、時間を生み出している。

(生み出している、という表現は適当ではない可能性があるが。エネルギーが何らかの形で存在する所には時間も存在するのだから、そう考える他ない。物理学的な「存在」の最小単位はエネルギーであると考えている。)