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私は素朴に物質も詰まるところはエネルギーで出来ているのだろうと思っていましたが

何が何でも物質はエネルギーで出来てはいないと言って憤慨している人がいます

どっちが本当なのでしょうか

前にここに質問した時には両論あって ベストアンサーは物質はエネルギーであると思い込まないほうがいい

と言う事でしたが。どうにも気になるこの現実 どっちだと思いますか?先端科学が正しいのか

エネルギー以外に何でできてるのかと言えば答えに窮しますよねえ?しませんかね?

意見をお聞かせください。よろしくお願いします。

A 回答 (7件)

物質はエネルギーで出来てはいない?



○エネルギーという言葉は非常に漠然としてあいまいな言葉なので漠然と理解するには、説明に便利な言葉ではありますね。
物を顕微鏡で拡大して行くと分子や原子の集まりであることは今や目に見える真実ですね。更に原子の中を巨大な装置で壊して見ると無数の素粒子が見えてきます。その素粒子を更に巨大な装置で壊してと、どこまで行ってもキリがないですね。このようにキリのない世界ですが、キリが何かがわからないので、物質は更に小さな物質の集まりという表現も確かに正しいですね。
一方、波長で表される波は物質とは言えないものですね。波長の短い波だと量子化できますから物質的な取り扱いはできますが、太陽の光や熱線・赤外線、紫外線、テレビの電波などは物ではないですね。
物を特殊な方法で壊すと、小さな物質と共に光や熱や電波の波が出てくるのですね。
この事実から物質は小さな物質だけからできているわけではないということも事実ですね。
物をどこまで壊すことができるかも未だ不明なことですのですが、キリなく壊せばどうなるかということですね。限りなく小さな物質は光子より小さく光も出てきませんが熱はあるのでしょうかね。
ここで漠然とエネルギーで出来ているという表現がでてきますね。熱なのか光なのか波なのかですね。
熱も光も波ととれば全て波という考えも正しいですね。
さて、結論は物質は物資の集まりも間違いではなく、物質はエネルギーで出来ているも間違いではないということになるのですね。
これは、観察や思考過程から帰着される結論ですね。でも、波は何故あるの?物質は何故あるの?ということは除外してますので物質の真の本質は何かという答えではないのですね。その答えがわからないからそういうしかないということですね。
余談:ビッグバン以前、3次元宇宙が出来る前は漆黒の闇だったのですね。3次元空間も光さえもありませんから物質等ありようがなかったのですね。何もないところから突如3次元空間があらわれるわけですが、さてその前はなんだったんでしょう。ということなんですね。このあたりをイメージ出来るかどうかで答えはちがってくるのかもしれませんね。
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有る国の通貨10000円が金100グラムと等価だとしましょう。



その場合、金100グラム=通貨10000円、と書けます。

しかし、この通貨が金で出来てるとか、金はこの通貨で出来てるなどと想像する人はおらんでしょう。


E = M (プランク単位系)の等式からは、エネルギーから物質が出来ているとか、物質からエネルギーができているなどいう議論にはなりません。

>エネルギー以外に何でできてるのかと言えば答えに窮しますよねえ?

物質は、物質の最小単位が集まったもの、で良いのではないですか?
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「エネルギー」には最小単位があり、「エネルギーによって成る」とは「量子(=光子)によって成る」という事です。


「究極の理論」と呼ばれる超弦理論において、量子の定常波の振動状態として全ての素粒子が導かれています。

物理学の一つの方向性は、よりシンプルな原理からのロジカルな展開によって、現実の多彩な世界を導くことです。
26次元の超弦理論は、プランク定数という最も基本的な定数だけから、全ての物理定数を導くことに成功したため、「究極の理論」と呼ばれたのです(弦を膜にする修正(M理論)が加わってますが)。

ただ、この「26次元」は、我々が目にする三次元空間のような単純な直交基底O3ではなく、数学的に難しいリー群例外群E8×E8という複雑な空間にあるのです。
(そのぐらいでないと、たった一つの定数から多様な物理定数を導けない)

26次元のうち、16次元が虚数世界に消え、残りの実数10次元のうち6次元がコンパクト化して、4次元時空が認識される、という場合の「コンパクト化された6次元」とは、スーパーストリング(1)からクォーク(2)、素粒子(3)、原子(4)、分子(5)、細胞(6)、脳(潜在的自我仮説性=t)という階層現象化(下位単位>回転>上位現象単位化)の繰り返しにおいて、量子レベルのブラックホールに巻き取られた次元が、さらに回転しながら階層現象化することで、「希薄なブラックホール」とも言えるものになっているのです。

ブラックホールはシュバルツシルト境界(=光速=感受表面=現在)を介して光速下領域(=未来=予測=空間軸)と超光速領域(=過去=記憶=時間軸)を分けるものであり得ます(ブラックホールはシュバルツシルト境界の両側で時空軸が入れ替わる)。
階層現象表面的に捉える事で、派生する非光速性において自我仮説(記憶=時間的な流れ)と時空仮説(予測=空間的な広がり)が対発生するのです。
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ビッグバンという概念(標準理論)が正しいとした場合、「相転移」という概念で説明される変化を考える必要があります。



化学式の→は、周囲環境が特定条件でのみ成立する式になります。

たとえば、ある一定の高温高圧の環境下では、分子・原子はばらばらになってしまうでしょうし、さらに高温・高圧になると、たとえば中性子星といった状態も想定されます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E6%80%A7% …

ビッグバンはさらに高温高圧な状態とされ、現象として捉えられる力すら「相転移」して一つにまとまってしまうほどのものとされます。無論、物質はすべてエネルギーという状態に変化してしまい、ヒッグズ粒子も統一の範疇に入るため、質量概念すら消えるという状態です。

たとえば、高温高圧での水蒸気を「エネルギー」という状態としてみるならば、低温低圧へ遷移するにつれて、水や氷といった状態へ変化します。水や氷の世界にて水蒸気が「まったく無い」ということはありません。水や氷の一部が水蒸気に直接的であれ間接的であれ、常に変化しています。

「相転移」通過後の比較的安定しているようにみえるこの宇宙にて、物質の一部がエネルギーに変化したり、エネルギーの一部から物質が生じたりするのも、同様の状況になるでしょう。

水蒸気の世界に住んでいる人々と、水の世界に住んでいる人々と、氷の世界に住んでいる人々と、どの状態が主体か?によって、「物質は何でできているか?」の答えは変わりうると考えるべきでしょう。

すなわち、観測者の立場(立ち位置、視点)や変化(相転移を通過するか否か)によって、物質とエネルギーの変化に関する認識が異なる可能性があるということです。

さらに言えば、そのような変化の背景に「対称性と保存則の関係」(ネーターの定理)を考える必要があります。

> エネルギー以外に何でできてるのかと言えば答えに窮しますよねえ?しませんかね?

と問われるならば、
「対称性と保存則の関係」(ネーターの定理)が必要不可欠
といわざるを得ません。
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E=mc^2はあくまでエネルギーの式。


これは"価値"をあらわすのでイコールでいいんですけど
物質の組成を含めた核反応式はイコールじゃなくて矢印です。

たとえば・・・
D + T →4He + n (14MeV)

こんな感じの化学反応式(化学両論的反応式)になります。。
矢印の扱いを忘れているのでしたら、中学校の化学でやるはずなので、
もしお持ちでしたら中学の化学の教科書を開いてみてください。


で、本題。→だけの場合は←に行きません。

どういうことかというと、エネルギーを乱雑に沢山集めても、
とつぜんポン!と物質は生まれません。
つまり、物質からエネルギーは出来ても、
エネルギーは物質は出来てはいない、ってことです。


アインシュタインの相対論が言っているのは、
光速から加速しても光速を超えられないってことはエネルギーは
その物質の"重さ(宇宙における動かしにくさ)"に変わるってだけなので、
例えるならば、同じ量の脂肪の重さが増えると言うことであって、
決してお腹の脂肪が新たにどんどん増えるとかいう恐ろしいことじゃないです。


じゃあ何で出来てるの?というと、壊したら位置エネルギーがポンと出てくるんですから、
例えば、宇宙で出来てるんじゃないでしょうか。
・・・とか書くと起こられるので、今実験中でーす、と言うのが無難だと思います。
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どう思うかと言うのは自由ですが、物理の立場で話しますと、



エネルギーと質量は等価、変換可能であると言うのは、もはや常識としてよいでしょう。
最近話題の原子力発電の根幹を成す理論ですので。

ただ、その事実を物質はエネルギーで出来ている、と言うのはちょっと違うかもしれません。
どっちが先とかは分かりませんし、むしろ並存してると考えても良いわけです。
そこら辺を大真面目に議論しているのに対して、
答えに窮するからどうというのはあまり関係ありません。

そもそも、物質も分解していってどんどん中身を探っていっている最中です。
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失礼ですが この質問は物理学カテの方が 合っていると思いますが。



たぶん 特殊相対性理論から 導かれる E=M×C×C の解釈の問題と思います。
質量Mがすべてエネルギーに変換されたとしてMにC(光速)の2乗をかけたものになるというものです。

物質は質量Mであるとしてその構成は部分質量からなっているわけでエネルギーではありません。
可能性として ある条件下ではエネルギーに変換されるということでしょう。
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