重力渦動による反重力推進の可能性 ( 電磁型フォワードエンジンの検討 ) ToM Possibility of Antigravity Propulsion by Gravitational Vortex 1. 序論 R.L. フォワードは Guidelines to Antigravity (1

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ほのかこうい
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1 重力渦動による反重力推進の可能性 ( 電磁型フォワードエンジンの検討 ) ToM Possibility of Antigravity Propulsion by Gravitational Vortex 1. 序論 R.L. フォワードは Guidelines to Antigravity (1) で加速された大質量による非ニュートン的な重力効果を利用した図 1に示す重力マシンの可能性について検討しているこれはパイプ中を超高密の液体で満たし超高速度で前後に動かすことにより発生する非ニュートン的重力効果によりリング中央に引力斥力を交互に発生させるものであるしかしこの重力マシン ( フォワードエンジン ) は白色矮星レベルの質量密度を有する液体を光に近い速度で運動させなければならない等現代の技術レベルでは製作が不可能でありこのため宇宙船の推進系に利用することはできないしかしこれに対し電磁場により発生させた重力渦動により真空中に零点エネルギーの流れを生じさせ物体を単一方向へ推進させる電磁型フォワードエンジンの可能性が考えられる図 1 フォワードエンジンの概念図 2. 人工重力場の発生メカニズム一般相対性理論の中に次のような電磁理論の磁場と類似な項が含まれており (2) これが新たな重力作用を生じる可能性があることはフォワードの研究においても指摘されている (A g ) k =g ko / -g oo (1) ここで A g は重力場のベクトルポテンシャル g ko g oo は計量テンソルであるこの重 (3 力場のポテンシャルの回転成分は O.Heaviside の 4) において提案された重力渦動 (Gravitational Vortex) と表 1に示した各との対応関係から類推して概念的には同じものと考えられるこのためここでは数式的に単純な Heavisideのを用いて反重力推進の可能性を検討するなおフォワードが検討した動的な場合に対し準定常的な場合について考察を行った Heavisideのは J.Carstoiu の表現 (4) を用いると以下のように表される rotf=- Ω/ t (2.1) rotω=(1/c 2 )( F/ t-g J g ) (2.2) divf=-g ρ g (2.3) divω=0 (2.4)

2 ここで F は加速度の大きさ Ω は重力渦動 c は光速度 J g は運動量密度 ρ g は質量密度である表 1. 各と Heaviside 理論との対応 Newton Einstein Heaviside 重力ホテンシャル計量テンソル重力ホテンシャル - 重力場ヘクトルホテンシャルの回重力渦動転成分質量密度曲率テンソル質量密度 - エネルキー運動量テンソル運動量密度量子論によると真空は零点エネルギーのランダムなゆらぎで満たされているからこのエネルギーのゆらぎに何らかの方法でコヒーレンスな状態を励起させれば次式に示すような運動量が発生するものと考えられる (5) J g =σh k/4π dω (3) ここで σ はコヒーレントなエネルギーの密度 h はプランク定数 k は波数ベクトル ω は角周波数である式 (2.2) について動的な項が微小な場合重力渦動 Ω と零点エネルギーの流れによる運動量密度 J g の関係は rotω=-(g/c 2 )J g (4) となるからこのため重力渦動の作用により真空中に運動量が発生可能であると考えられる零点エネルギーが物質内を流れる場合原子による吸収散乱により電子が導体中を運動する場合と同様に物質に対する緩和機構が働くと仮定すると緩和時間を τ としたときの運動量密度の変化は J g =J o exp(-t/τ) (5) (J o : 初期の運動量密度 ) となる加速度の大きさF(m/s 2 ) について ρ E を真空のエネルギー密度とすると真空の等価質量密度はρ E /c 2 であるから質量 mの物質の運動方程式 F=(1/m)dP/dt (P: 運動量 ) (6) より類推して運動量密度の流れにより F=(c 2 /ρ E ) J g / t =-c 2 J g /(ρ E τ) (7) で表される新たな重力場が J g 中の物質に対し発生するものと考えられるこれを式 (4) に代入すると重力渦動 Ω と加速度の大きさ F について F=c 4 /(Gρ E τ)rotω (8) のような関係が導かれるすなわち重力渦動により真空中に零点エネルギーの流れが発生しこの流れと物質との緩和作用により物質に対し重力渦動と垂直方向の力を発生させる

3 3. 電磁場による人工重力場の発生式 (8) よりストークスの定理から図 2に示すような重力渦動の経路 Cに対し C 内の面 Sに次のような空間推力 T(Nm 2 /kg) が発生する T= s F ds =c 4 /(Gρ E τ) c Ω ds (9) 図 2 重力渦動と発生力運動量は電磁場のポインティングベクトルに伴う電磁運動量に置き換えが可能であることから以下の電気的なシステムによっても重力渦動は発生可能である図 3 に示す電磁運動量 J e のループについて式 (4) について J g =J e とおくとストークスの定理よりが得られる c Ω ds =(G/c 2 ) s J e ds (10) 図 3 電磁場による重力渦動場の発生電磁運動量は E を電場 B を磁束密度としたとき J e =ε o E B (6) (ε o は真空の誘電率 ) となりまた図 3 における同心型円筒中の電場 E は E=V/(r log(b/a)) (11) (a,b: 円筒の内径および外径 ) であるから重力渦動は円筒の外部に存在しないと仮定すると式 (10) より

4 Ω=(ε o G/c 2 )V B (12) が得られる円筒をトーラス型にしたとき式 (9) より重力渦動の発生するトーラスの半径を R とすると T=2πε o c 2 V B R/(ρ E τ) (13) となるこれから図 4 のような構造をしたコイル (Behrendt の A-M Generator) (7) について電磁場により生じた電磁運動量によりトーラスの内部円筒中に重力渦動 Ω が発生しこれによりトーラスと垂直面に人工重力場が生起することがわかるここで緩和時間 τ に対し物体中の真空エネルギー流れについて γ を緩和距離 (J g の強さが 36% となる長さ ) とした場合この流れはポインティングベクトルのような電磁的なものと考えられることから緩和時間は τ=γ/c となりこれから式 (12) は T=2πε o c 3 V B R/(ρ E τγ) (14) と表されよって電磁場により発生する空間推力の大きさを推定することが可能となる図 4 重力渦動による空間推力発生システム 4. 人工重力場の大きさの試算式 (14) より半径 Rのトーラス内に働く加速度 αは α=t/πr 2 =2ε o c 3 V B/(ρ E τrγ) (15) となるここで ε o = (AS/Vm), c= (m/s) ρ E =10 10 (Joule/m 3 ) (8) とする α= V B/(Rγ) (16) 式 (16) において γ の大きさは未知であるが仮に地球の大きさ程度と仮定すると概略 γ~ 10 7 m であるから α= ー 3 V B/R (17) となるこの場合重力加速度の大きさと同程度の重力場を直径 10m のトーラス内に生じさせるためには磁束密度 B が 1 テスラの場合電圧は 10K ボルト程度で十分でありまた電圧を 1 メガボルトとした場合静止時において約 100G と宇宙船を推進するのに十分な加速

5 度が得られる以上はγの値を仮定して計算した結果であるが零点エネルギーの物質との相互作用 ( 緩和機構 ) が存在すれば γの値は有限であるものと考えられることから電磁場によりトーラス内に多かれ少なかれ何らかの重力作用が発生するものと予想されるこれについては今後確認実験が必要であるが K.W.Behrendt (7) は図 4に示した装置を実際に作成してトーラス上の物体の重量が変化することまたトーラスを高速回転させるとその重量変化が大きくなることを報告している回転する場合は電磁気学と類似な式 F=v Ω が成立すると考えるとトーラス面に対し垂直方向の推力が発生することがわかるがこれらの重力効果が確認された場合従来の重力子の交換によるについて再検討される必要が生じるものと思われる 5. まとめ以上空間中の零点エネルギーの流れと物質の相互作用による運動量発生メカニズムを仮定して反重力推進の可能性を検討した発生推力の試算値から真空中の零点エネルギーの流れの物質中での緩和距離 γが地球程度の長さであれば図 5に示すような電磁場を用いた宇宙船の推進システム (9) が実現できるものと考えられる図 5 電磁力 - 空間推進システムの概念図参考文献 1. R.L.Foward,"Guidelines to Antigravity,p166,American Journal of Physics 37,(1963) 2. 後藤憲一他, 詳解現代物理学演習,p161, 共立出版,(1987) 3. O.Heaviside,"Electromagnetic theory",p115, Dover,New York,(1950) 4. L.Brillouin,"Relativity Reexamined",p97,Academic Press,(1970) 5. H.E.Puthoff,"Gravity as a Zero-Point Fuluctuation Force, p2333,vol. 39,no.5, Physical Review A,(1989) 6. R.P.Feynman et al,"the Feynman Lectures on Physics",vol.Ⅱ,Addison-Wesley Publishing,(1977) 7. D.H.Childress,Ed.,"Anti-Gravity and the Unified Field",p119,Adventures Unlimited Press,(1990) 8. G.D.Hathaway,"An Introduction to Non-Conventional Propulsion Technology,6-1, Proceedings of the 1988 International Tesla Society,International Tesla Society, (1988) 9. 宇宙推進システム調査研究会編, 宇宙輸送系における超高速推進システム調査に関する研究会報告書, 日本航空宇宙学会 (1996.3)

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Microsoft PowerPoint - qchem3-9 008 年度冬学期量子化学 Ⅲ 章量子化学の応用 4.4. 相対論的効果 009 年月 8 日担当 : 常田貴夫准教授相対性理論 A. Einstein 特殊相対論 (905 年 ) 相対性原理: ローレンツ変換に対して物理法則の形は不変光速度不変 : 互いに等速運動する座標系で光速度は常に一定ミンコフスキーの4 次元空間座標系 ( 等速系のみ ) 一般相対論 (96 年 ) 等価原理

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