『四次元温度』

以前、全く物質のない、如何なる原子も粒子もない、放射も不確定性によるエネルギーの揺らぎもない絶対真空でも温度が定義できるのか、できるとすれば、それは絶対零度となるのか、という疑問を提出しました。
何らかの物質、粒子等がありながら運動エネルギー＝０では絶対零度になり、そして、絶対真空でも運動エネルギーが０という点では区別ができない（と思える）点からの疑問だったのです。
しかし、物質のエネルギーには、時間方向への運動エネルギーもあるということ、いわゆる、静止質量のエネルギー、E=mc²があり、これも温度に比例関係するエネルギーと定義すればどんな事情になるのか？
三次元方向の運動エネルギーの場合の温度、いわば”普通”の絶対温度に対して、時間方向＝四次元方向の運動エネルギー、すなわち、E=mc²も加えて考えた場合の四次元温度なる物理量が考えられるのではないか。
光速ｃが非常に大きいことから莫大な値になるでしょうが、これで、絶対真空温度の場合の絶対零度と、何らかの物質なり粒子が存在している場合の絶対零度を区別できるのではないか、と思うのです。
もっとも、絶対真空の場合は、そもそも、温度なる物理量は定義できないという考えもあるし、仮に今回のアイデアに何らかの正当性があるとしても、通常では、四次元温度のE=mc²が非常に大きな値を持つことから、これを基準の０度とすることになるでしょうが…。

No.2 回答者： leo_ultra 回答日時： 2022/05/10 20:08

前作の絶対真空温度、今回の四次元温度、奇抜な発想で面白いです。

でも、運動エネルギーは1/2(Vx^2+Vy^2+Vz^2）とXYZ方向の速度の二乗を足したものなので、X成分、Y成分、Z成分がない（つまりベクトルじゃない）ので、４次元温度の空間成分になりません。

特殊相対性理論によると、運動量（XYZの３成分があるベクトル）の時間成分がエネルギーとされているので、４次元温度はちょっと無理があると思います。

No.1 回答者： eatern27 回答日時： 2022/05/09 19:11

そんなものを定義して何をしたい・考えたいのかよくわかりませんが、独自の概念を導入したいのなら目的に応じて好きなように定義してくれとしか言えませんね。

それが有用な概念かどうかとは別の話ですけど。