陽子と電子との相互作用、地球と月との相互作用の根本の力は・・？

Question

陽子と電子が永遠性を持って回転していますが、
その力は、相互作用により生じるのだと思いますが、
その相互作用により生じる回転力を、生じさせている
元々の力はどこから生じるのでしょうか？つまり、
絶えず、お互いが、関わり合いを持とうとする動機・目的・方向性
を持つ根本のエンルギーがどこからか絶えず生じない限り、
お互いに、相互作用を持とうとも思わないはずです・・・
その大本の力はどこから絶えず来ているのか？？
どうか専門家の方、アドバイス願います。

地球と月との関係も御願いします。
地球の位置エネルギーは、運動エネルギーとして、
月との相互作用として使われているのでしょうか？
だとすれば、保存の法則に従い、位置エネルギーは、
運動エネルギーへと変質するので、地球は、その太陽との
公転軌道を維持できなくなるのではないでしょうか？？
月との相互作用に「力」がとられてしまい、へたってしまい
千鳥足になるのではないか・・・？と・・・？？

sanori · Accepted Answer

まいどっ　　＾＾

＞＞＞
そこで、どちらでも良いのですが、粒子を交換する交換力が
相互作用だということなんですが、
私が、問うているのは・・・・
その、お互いが、どうして、相手に正確に粒子を与えようと、
また、キャッチしようとするのか？？という動機のことなんです。
「交換し合う」と貴殿が書かれましたが、「し合う」為には、
「しよう」と思わなければならないということです。
つまり、どうして、交換し合うのか・・・？？？
＞＞＞
そして、相手に粒子を与えようとするその理由・動機です。
どうして、質量があれば、お互いが、粒子を交換「しよう」とするのか？


質量を持つ物は、動機も意志もなく、必然的に重力子を発生したり吸収したりすると考えられています。



＞＞＞
その動機・モチベーションを維持するにもエネルギーがいるはずだ
と考えているのです。
＞＞＞
お互いが、粒子を交換しようとする性質を持ち続けるにも
何らかのエネルギーがいるはずだと言うのです。
存在するためだけにも、「力」が必要なはずだからです。


いえ。重力子を出したり受け取ったりするのに、エネルギーは消費しません。
あくまでも力を媒介しているだけです。ただで（エネルギーをもらわないで）仲を取り持ってくれる、良心的な（？）仲人さんです。
互いの重力によって距離が近づけば別ですが。（＝位置エネルギーを消費する代わりに運動エネルギーを獲得する）



＞＞＞
それが、質量自体における何らかの相互作用
から発生しているのではないか？？？


いえ。質量が自分自身で相互作用を行うことはありません。



＞＞＞要は、交換力の元になる原力のことを問うているのです。


これは最先端のことにかかわることでしょうから、
私にはわかりません。



＞＞＞
太陽と地球が、申し合わせたのか？？
地球と月が申し合わせたのか？？？です。
偶然、太陽と地球があの距離間まで接近したら、たまたま、
万有引力として、お互いが粒子を交換しあうようになったのか？？
偶然なのか？必然なのか？


地球が太陽の周りを回り始めた理由ですよね。
太陽系の原形は太陽も惑星もなかったわけですが、銀河と同様、渦になっていて、ど真ん中辺りにあった塵がお互いの重力で引き合って、それが太陽になって、
また、ぞの渦の中心から遠い位置にある塵がそれぞれその近辺の塵と引き合って惑星になった、
ということだと思います。
つまり、渦の時代からすでに運動エネルギーが備わっていたので、惑星となった後もその勢いのまま公転しているということです。


＞＞＞
もとより、そういう質量には、そういう性質があると言われるのなら、
どうして、そのような性質が、すべての、太陽や地球や月という
物質に、備わっているのか？
質量の根本はなんなのか？目的・方向性を持った意志エネルギー
なのではないか？？というのです。


宇宙の誕生時に生まれた基本的な力としか言いようがないです。


＞＞＞万有引力は、公転という運動の原因的作用です。

中心力を与えているという意味では、原因ですが、
円軌道の公転運動の運動エネルギー、速度の絶対値は、重力とは直接には関係がありません。
公転半径と速さの絶対値には密接な関係がありますが。


＞＞＞
私は、この質問で、その原因的な相互作用という「関係」を
どうして、お互いが持とうとするのか？その性質が、
皆に、いつ備わったのか？


重力は、宇宙の誕生時に発生したと考えられています。
そして、重力の源は物質の質量です。
その質量の大部分は、原子核です。
そして、原子核が質量を獲得する仕組みがあるわけですが、
それは昨年のノーベル物理学賞の受賞理由と大いに関係があります。
こちらの私の回答を参考にしてください。
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4386505.html


＞＞＞
その理由・動機をお伺いしているのです。
「関係」を持つに至った理由をお伺いしたいのです。


動機はないですが、理由はたぶんあるのでしょう。
これについては未解明ですので。



以上です。
本件に関する私の回答は、ここまでとさせてください。

sanori · Answer

Ｎｏ．３の回答者です。

＞＞＞
で、質問の本旨なのですが、その相互作用の力学的エネルギーは
保存されるということですが、月と地球だけで、永遠性が
あるのでしょうか？

そう考えてかまいません。
永遠性がないとすれば、月と地球との間に働く重力以外の要因があるということですから、
そのときはそのときで、その要因を追加して考慮すればよいだけの話です。
（つまり、基本的には、重力だけ考えておけばよいということです。）
自転車をある程度こぐと、こぐのをやめても走ります。このとき、基本的には一定速度でそのまま行くと考えて、
しかし、現実にはだんだん遅くなるから、その要因は何かと考えれば、
それは空気抵抗であったり、自転車の機械機構の摩擦であったりするわけですよね。
しかし、等速で走ることを基本（メイン）として考え、あとで別の要因（おまけ）を付け足せばよいわけです。
それと同じことです。


＞＞＞
回転しているということは、何らかの
エネルギーが常に生じているからだと思うのですが、
そのエネルギーは、お互いの相互作用だけによるのでしょうか？

エネルギーは何も生じません。


＞＞＞
それとも、単なる真空という摩擦のないところにおける、
惰性で永遠的に回っているのでしょうか？

はい。そうです。


＞＞＞
けど、軌道を脱線せずに
回っているからには、何らかの力で引き合っているからだと
思うのですが、それが、万有引力という相互作用ならば、

そうです。万有引力です。


＞＞＞
その相互作用を常に生じさせるための何らかのお互いが
求心力（中心力）と遠心力を生じさせるための力を出し合わないと
ならないと思うのです。

重力に関する現象においては、
中心力　＝　重力
です。
また、
遠心力とは、公転せず止まっているとして考えたときの（想像したときの）、
中心力とつり合わせるための見かけ上の力です。


＞＞＞
それが、自転することによって発生
しているのだとすれば、その力が地球自体内から生じている
と考えられますが、その地球自体内における、求心力の
元になる「相互作用」とは何なのでしょうか？？

地球が月を引っ張っていることに関しては、地球の自転はまったく関係ありません。
中心力の元になる相互作用は（当たり前ですが）重力です。

重力は、質量を持つもの同士が重力子（グラビトン）を交換し合うことによって発生していると考えられています。
当初のご質問の陽子と電子との相互作用など（電磁気力）は、荷電粒子同士が光（フォトン）を交換し合うことによって発生していると考えられています・・・・・
・・・・・って、たぶんご存知ですか。

なお、
物理法則を「意志」「愛」と考えるのはおかしいです。
なぜならば、「意志」「愛」は物理法則によって生じているからです。


以上、ご参考になりましたら幸いです。

kougetsu · Answer

私は専門で無いので誤りがあるかもしれませんが、今のところ、この世の全ての力は「4つの力」を根源とすることになっています。この「4つの力」とは重力、電磁力、強い力、弱い力です。
クーロン力などはこのうち電磁力に由来しています。万有引力は重力によるものです。

量子論によると"力は粒子を交換することによって生じる（交換力）”ということらしいです。電磁力は光子(フォトン)のやり取りに由来するそうですが、重力は重力子(グラビトン)という粒子があると考えられていますが、確認されていません。

今のところ、この「4つの力」はこの宇宙ができたときに「そのようなもの」だと定められたとしか言い様がありません。
この「4つの力」の起源を解明できればノーベル賞ものだと思います。現在でも物理学者が取り組み続けている分野なので。

余談ですが、遠心力に見合う求心力というのはおかしいですね。
遠心力は求心力とそれに直交するベクトルによって円運動を行う際の見かけ上の力であり、「遠心力に見合う求心力」というのは定義上変な話になります。

Ichitsubo · Answer

そもそもの質問内容と回答内容が離れていって居るように感じます。
welovekobeさんは、月や電子が「動く」のだから何らかの「力」が働いているのだ、とお考えで間違いないでしょうか。

これは物体の運動の基本ですが、
「外部から力がかからない限り、物体は同じ速度で同じ方向に運動し続ける」のです。動いている物が動き続けるために「力」は不要です。
では、「力」が加わるとどうなるか。その力の向きに加速するのです。
なので、地上付近の空中で静止しているボールはその支えを失うと重力によって重力の方向に加速する、つまり落ちるのです。
もちろん月に対しても地球の重力は働いています。ですから月は地球に落ち続けています。

月○→動いている
　 ↓力
地○
こんな状態から月は右の方向への運動を続けようとする一方で下向きに加速しています。そしてしばらくすると

　　力
地○←○月
　　　　↓動いている
という状態になります。これが円運動です。実際には楕円運動をしていますが似たような物です。

電子も具体的にどこを動いていると言うことはできませんが、おおまかな考えとしては同じような感じです。

sanori · Answer

こんばんは。

１つ目。

回転しているとするのは、古典的な考え方です。
離散的なエネルギー準位に、電子がはまっていると考えるべきでしょうね。
（エネルギー準位　＝　コンサート会場の指定席）

陽子と電子が十分遠ければ、それらに働く力はクーロン力と考えてよいでしょう。
十分遠いとき、陽子から見た電子の位置エネルギーは非常に大きいです。
お互いが近づいて陽子が電子を拾うとき、電子は位置エネルギーの大半を失って、エネルギー準位にはまります。
ですから、位置エネルギーの一部が電子の軌道エネルギーの一部になったという考え方はできるかと思います。

なお、こちらの解説は興味深いです。
http://maldoror-ducasse.cocolog-nifty.com/blog/2006/07/post_f808.html


２つ目。

月の公転軌道が円軌道だとすれば、位置エネルギーも運動エネルギーも常に一定です。
どちらがどちらに変換されるものではありません。
楕円軌道であれば、近いときには速く回り、遠いときにはゆっくり回ります。
このとき、力学的エネルギーの保存が成立します。

以上は、月と地球だけの系として考えた場合です。
しかしながら、地球が太陽の周りを公転しても、地球と月が同じ電車に乗った客だとして考えれば、
月と地球だけの系としたときと同じことになります。
止まった地面の上でお手玉をしても、一定の速度で走る電車の中でお手玉をしても、同じだからです。（お手玉＝月、お手玉をする人＝地球）
太陽の周りの公転では、中心力と遠心力がつり合った慣性系（静止しているのと同じ）と考えることができます。


以上、ご参考になりましたら幸いです。

Tacosan · Answer

じゃあ月と地球の方:
ここでいう「位置エネルギー」って何のこと? ポテンシャルとして何をとっているのか分かりません. 太陽の重力ポテンシャルを考えているのであれば, 位置エネルギーは月との相互作用には使われません. もちろん地球の重力ポテンシャルを考えてるなら最初から位置エネルギーは 0 と言っていい.
ところで「保存の法則に従い、位置エネルギーは、運動エネルギーへと変質する」と書いてるけど, 逆も真だよね.

doc_sunday · Answer

>陽子と電子が永遠性を持って回転しています…
現在の量子論からいくと回っていない、その辺にぼやーっと広がっている、と云うことになります。
角運動量を持つ「軌道」もありますが回転しているとは考えません。

陽子と電子との相互作用、地球と月との相互作用の根本の力は・・？

まいどっ ＾＾

Ｎｏ．３の回答者です。

私は専門で無いので誤りがあるかもしれませんが、今のところ、この世の全ての力は「4つの力」を根源とすることになっています。

そもそもの質問内容と回答内容が離れていって居るように感じます。

こんばんは。

じゃあ月と地球の方:

この回答への補足

>陽子と電子が永遠性を持って回転しています…

この回答への補足

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