地球と月の間には引力が働きます。

月を反陽子と反中性子と陽電子とで作ってしまうと地球と反月の間には引力が働くのでしょうか?斥力なのでしょうか?

えっと、つまり、反物質と物質の間に働く重力は斥力だったりしないのかな?というのが私の疑問です。
引力であると実験で証明されてはいないはず。理論的には予測されているのでしょうか?

もし斥力が働くのだとしたら反物質を何らかの方法で結晶の中に閉じこめる事ができれば天空の城ラピュタに出てきた飛行石(飛翔石?)が完成します。そんな夢は実現できないでしょうか?

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A 回答 (7件)

>強いのと弱いのはちょっと宇宙のサイズが大きくなれば届かないし


>電気的に中性であれば電磁力(クーロン力)関係なくなるので
>残るは重力だけだと思います。
物質、反物質という言葉に合わせて重力は弱すぎるとかいてしまいましたが、
上のように u13 さんが仰っておられる状態より
もっと高エネルギーの状態で起こっている出来事に可能性があるかもしれません。

要するに、インフレーションのタイミングということですが、
我々の近くに反粒子が飛び交っていないためには
重力相互作用による反発の後、電磁相互作用などが出てくる前に
インフレーションが起こってくれないと困りますね。
ちょっと宇宙のサイズが大きくなれば、と書かれていますが
大統一の相転移が起きる段階では強いのも弱いのも届いてしまいます。
ですから、重力相互作用が生まれて粒子反粒子が反発し合い、
その後でインフレーションが起こって宇宙が薄められた後で
現在のような物質が出来るということになりそうです。

しかし、大統一に基づいたシナリオでは
スファレロン効果などいろいろ問題もありますから
今の段階ではあまりこうだとは言い切れません。
まだまだ研究の必要な分野ですね。
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この回答へのお礼

確かに、インフレーションとの前後関係という面では(反)重力に原因を求めるのは簡単じゃなさそうですね。

いろいろと、ありがとうございました。

お礼日時:2001/05/30 10:01

うんと冷やした反中性子を地球の重力場で落下させるという方法で、既に実験的にも確認されていますが、反物質と普通の物質、あるいは反物質同士の間に働く重力は引力です。

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この回答へのお礼

ご指摘ありがとうございます。
こういうご回答を待っていました。
よろしければ実験の名前、論文タイトルなど教えていただけますか?

地球の重力場による落下を測定するのは測定精度的に反陽子のほうがいいだろうと思ったので反中性子のほうは考えてませんでした。どうやって測定したのか非常に興味があります。

お礼日時:2001/05/30 09:34

>結晶中というのはたとえばカーボンナノチューブとか


>サッカーボールとかの中に対消滅しない
>場所があったりしませんかねぇ。
うまいこと閉じ込められたとしても
中に閉じ込める反粒子全体の質量よりも軽いもので
閉じ込めるというのが難しいかもしれませんね。

>宇宙創生期のごちゃごちゃの中で物質と反物質が反発しあって
>宇宙のあっち側に反物質、こっち側に物質が局在化して
やはり重力は他の力に比べて弱すぎるような気がします。
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この回答へのお礼

夢物語にお付き合いいただきありがとうございます。

>>宇宙創生期のごちゃごちゃの中で物質と反物質が反発しあって
>>宇宙のあっち側に反物質、こっち側に物質が局在化して
>やはり重力は他の力に比べて弱すぎるような気がします。

強いのと弱いのはちょっと宇宙のサイズが大きくなれば届かないし電気的に中性であれば電磁力(クーロン力)関係なくなるので残るは重力だけだと思います。ので、決して弱すぎはしないと思います。銀河系を作るくらいのパワーがあるわけですし、場合によっては宇宙を収縮させるのも重力なわけですから…

お礼日時:2001/05/28 16:20

まず、すでに皆さんが書かれていますが


反物質というのは荷電共役(Charge conjugation)と呼ばれ
質量、寿命、スピンが同じで電荷と磁気モーメントが反対の粒子のことです。
他には、陽子や中性子などのなじみの粒子には存在しない
ストレンジネスという量子数なども異なります。

ただし、上で質量は同じといっていますが
あくまでも u13 さんが下での解答のお礼に書かれているように
磁場中で粒子と反粒子は逆方向に曲がるということから
慣性質量に対して質量が同じということを言っているだけです。
重力相互作用そのものの理論が完成していない現段階では
反物質と物質の間に働く力が引力なのか斥力なのかはなんともいえないですね。

それから、理論的には予測されているのでしょうか? とのことですが、
(素粒子)物理学では可能性のある理論はいろいろと作られるので
いろいろな予測が存在し、これだという事ができません。
たくさんの理論の中から、実験事実と合う理論以外が淘汰されていくということですから、
最終的には実験結果を待たなくてはなりません。

ここからは、もし斥力が働くとしての話ですが
結晶の中に閉じ込めるのは対消滅が起こるので無理ですが
電場や磁場により中身の反物質が入れ物の物質に触れないように
保持できたなら理論的には出来るのかもしれません。
ただし、実際には多くの粒子を保持しなければならない、
あまり大きすぎないような物にするにはかなりの強磁場が必要、
入れ物の質量が中身より軽くなくては意味がない、
など沢山ハードルがありそうですが…。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

「結晶の中に閉じ込める」と書きましたのは加速器やその超ミニチュア版に閉じ込めるのはやはり機械が重すぎること、動作させるのが大変そうだと思ったからです。結晶中というのはたとえばカーボンナノチューブとかサッカーボールとかの中に対消滅しない(対消滅までの平均寿命がむちゃくちゃ長い)場所があったりしませんかねぇ。化学的に閉じ込めてしまうことができれば小さなボディーで運用の楽な飛行物体ができそうな気がします。

私の質問には実はもうひとつ大きな夢が潜んでいまして、もし物質-反物質間の重力が斥力だった場合、宇宙創生期のごちゃごちゃの中で物質と反物質が反発しあって宇宙のあっち側に反物質、こっち側に物質が局在化して現在われわれの周りには物質しかない、という説明は可能になるんじゃないかという野望があります。これならCPの対称性がうんぬんという説明も要らなくなるので…

すみません、お礼の場所を使って長々と空想を述べてしまいました。

お礼日時:2001/05/28 09:32

誤解があるようなので…


反物質というのは、量子力学上の定数、電荷、スピンなどの量子数が逆転するわけで、実際にはより複雑な理論に基づいています。
 また、負の質量というのも存在しません。

なので、「万有引力」というものはあっても、「万有斥力」は、存在しないということを、物理学関係の本で読んだ記憶があります。

 力というのには、それを媒介する粒子が存在すると考えられていて、物理学では、電磁力、強い力、弱い力、重力の4つですべて説明できるとしています。

 このうち、電磁力、強い力(原子核に働く力)、弱い力(軽粒子に働く力)までは大統一理論で説明されているものの、重力を含める「超ひも理論」は、今まさに様々な面から研究されている最中で、それを媒介する粒子「グラビオトン」も発見されてはいません。
 今後の研究次第では、新しい発見はあるかもわかりませんが…

参考URL:http://www.belbel.or.jp/users/takatsukasa/warp.htm
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陽子/反陽子って種類分けは、電気的特性による分類ですよね。


そして、重力/反重力については、電気的特性とは別の要因によって種類分けされているのではないかと思うわけです。

もし反重力物質が発見されるとすれば、陽子一つを分類するにしても、陽子(正引力)/反陽子(正引力)/陽子(反引力)/反陽子(反引力)のようなカテゴリ分けが必要になるのかもしれません…

とりあえず現状では、重力がどのようにして一つの素粒子から別の素粒子に伝えられるのか、って部分が特定されていないので、この辺が解明されるのはまだ先の話になりそうですね。

飛行石の話ですが、反物質を結晶構造に閉じ込めることは出来ないでしょう。(対消滅してしまうため。)
現時点では、反陽子は加速器の中を周回させるという形で保存しています。

もし反陽子に反重力特性があるとして、現在の技術を応用して飛行物体を製造するとすれば、加速器本体よりも「重い」反物質を加速器の中に閉じ込めることによって可能になるんじゃないかなぁ。(ただし、故障したとたん、付近一帯が吹き飛んでしまいますが…
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この回答へのお礼

さっそくのご回答、ありがとうございます。
>飛行石の話ですが、反物質を結晶構造に閉じ込めることは出来ないでしょう。
>(対消滅してしまうため。)

やっぱり、さわれないですよね。

>現時点では、反陽子は加速器の中を周回させるという形で保存しています。
>もし反陽子に反重力特性があるとして、現在の技術を応用して飛行物体を
>製造するとすれば、加速器本体よりも「重い」反物質を加速器の中に閉じ
>込めることによって可能になるんじゃないかなぁ。

今の加速器では1周でたかだか10^14個の陽子しか入らないので1gためるだけでもアボガドロ数まであと9桁以上必要ですね。

>(ただし、故障したとたん、付近一帯が吹き飛んでしまいますが…

付近一帯で済めばいいのですが、地球ごと吹っ飛ばしかねませんね。

お礼日時:2001/05/25 20:07

引力です。

が半物質と物質は遠ざかります。

F=ma
の式でm<0なので、力の方向と運動の方向が
逆になるんです!!

詳しくは
空想科学読本/柳田理科雄/メディアファクトリー
をどうぞ。1巻から3巻まででてますが、
きっとu13さんが興味を持たれるようなことがいっぱい
載ってますよ!

参考URL:http://www.kusokagaku.co.jp/
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この回答へのお礼

さっそくのご回答ありがとうございます。

F=ma
で慣性質量m<0だとすると磁場や電場の中で電荷-1の反陽子、+1の反電子は陽子、電子と反対に力を受けるので同じ向きに曲がってしまうと思います。これは実験事実に反するのですが...

空想科学読本は1巻は楽しく読ませていただきました。2、3巻は本屋でぺらぺらとめくっただけでちゃんと読んでないような気がします。

お礼日時:2001/05/25 19:34

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 すみません、仰る事が良く判らないのですが、「2つの時空」とは何を指しておられるのでしょうか?
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 従って、降着円盤を持つブラックホールの場合は、降着円盤の直下の事象の地平面の辺りが最も強く輝き、回転軸に近づくほど光が弱くなっている様に見える筈です。
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 従って、反物質に働く重力は引力であると考えられると思います。

>反水素を地球上でポトンと落として、下に落ちれば、反物質が反重力をもつという主張は簡単に排除できるわけです。

 その実験を行っても、結論を出す事は難しいのではないかと思います。
 CERNでの実験で、電気的には中性である筈の反水素を閉じ込める事が出来たのは、閉じ込め対象となっている原子の周囲を、奇数個の荷電粒子が回っている事により、その原子が磁石としての性質を持っているためです。

【参考URL】
 理化学研究所 > プレスリリース > 2011年 > 基底状態の冷反水素原子の閉じ込め時間、1,000秒以上に!
  http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2011/110606_2/detail.html

 理化学研究所 > プレスリリース > 2010年 > 動きがのろい冷反水素原子を38個も磁気瓶に閉じ込める!
  http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2010/101118/detail.html

 これが反水素原子が結合して、反水素分子になりますと、2つの反水素原子の磁石の向きが、互いに反対向きになった時には、閉じ込めている場所からは逃げてしまう可能性が高いと思います。
 又、生成する事が出来た反水素原子の個数は、気体としての圧力が現れない程の僅かな数に過ぎませんから、真空に近い極めて低圧の状態である事から、その反水素は固体や液体にはなりません。
 つまり、それらの反水素は、個々の原子がばらばらの状態で存在している事になります。
 塊になっていないという事は、反水素原子のエネルギーが高ければ、熱運動によって不規則な方向に飛んで行ってしまいます。
 又、エネルギーが低くなれば、低くなる程、量子力学の不確定性原理の効果が表れて、反水素原子の位置や速度が定まらない事になり、重力の影響には関わらず、実験室の様な限られた空間内においては、どの方向にも移動し得るという事になるのではないかと思います。

【参考URL】
 Albert Einstein's science and life > ContentsI> 量子論:影響の相関図 > [次ページへ] > [次ページへ] > [次ページへ] > [次ページへ] > [次ページへ] > [次ページへ] > [次ページへ] > [次ページへ] > [次ページへ] > [次ページへ] > 量子現象のいろいろ --- 定常状態、ゼロ点振動と不確定性原理、トンネル効果、真空の揺らぎ
  http://homepage2.nifty.com/einstein/contents/relativity/contents/relativity3060.html

 零点振動 - Wikipedia
  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%B6%E7%82%B9%E6%8C%AF%E5%8B%95

 いずれにしましても、ANo.1で述べました様に、私は

>物質と反物質の間に働く重力は、引力であるか、斥力であるかという命題

には、既に結論が出ている事を信じておりますので、その様なエネルギー、労力、その実験専用の新たな装置、等々を要する、

>反水素を地球上でポトンと落として

という大変な実験を、他の多くの研究を遅らせてまで行う事は、「簡単」とはほど遠いものだと思いますし、行う必要性があるか否かに関しましても、非常に疑問に思います。

>同じ方向にゆがんだ2つの時空は、測地線を共有するように近づいていきますが、異る方向にゆがんだ時空は、測地線を共有することができないので離れていく、と考えています。

 すみません、仰る事が良く判らないのですが、「2つの時空」とは何を指しておられるのでしょうか?
 ANo.1及び2の歪んだ時空の測地線に関して述べている部分で、私が想定しているのは、地球や太陽の様な天体が持つ巨大な質量によって歪められた時空の中を、小惑星クラス未満の、それ自身の質量による時空の歪みが無視出来る程度の質...続きを読む

QコカコーラZEROの、中田英寿が無重力空間にいるCMがありますが、この

コカコーラZEROの、中田英寿が無重力空間にいるCMがありますが、この映像は本物ですか?CGとか特撮??本当の無重力空間を体験したのでしょうか?知っている方いたら教えてください。

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実写だそうですよ。
飛行機で急降下すると擬似無常力空間ができるのですが、メイキングムービーには搭乗前の説明を受けるところから、乗り込んで浮かび上がるまでの映像が納められています。
こちらをどうぞ。
http://cocacola.jp/zero/nakata/

Q「強い力」は引力で「弱い力」は斥力ですか?

基本相互作用(自然界の四つの力)についての質問です。
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基本相互作用中、重力には引力のみ、電磁力には引力と斥力がありますね。
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『弱い力はβ崩壊に関わる』との記述がありましたので、斥力と思われます。

Wikipediaやらその他のサイトをググってみても、強い力と弱い力について、はっきりと『引力だ!』『斥力だ!』と書かれていなかったので質問を挙げました。

自分の考え方で合っているなら『合っている』だけで構いません。
間違っているなら極表面的な解説をお願いします。
なにせWikipediaの解説ですら難解に感じているほどなので、「簡単に説明するのは難しいのでしない」でも結構です。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 引力か斥力かを、ざっくり言えば、弱い力も強い力も一種の引力だと言えます。なぜなら、どちらもプラスの電荷の陽子と電気的に中性の中性子が集まってできている原子核が、どうして電気的な反発力(中性子はともかく、陽子は電気的にプラスで反発)があるのに、壊れずに安定して存在しているかを説明する力ですから。

 重力や電磁気力だと、遠隔作用説的には、二つの物体の間に「力」が働くと説明しますし、近接作用的には、ある物体の周りの空間が歪み、そこに別の物体を多くと、その別の物体が力を受ける、というような説明をします。

 弱い力と強い力は、普通はそういう説明をしません。原子核内部のことですから、以降、物体ではなく素粒子という言葉を使います。また、重力は電磁気力よりはるかに弱いので、無視します。

 原子核では、陽子同士が反発します。でもなぜ壊れないか、ということを説明するには、「陽子や中性子が何か素粒子を交換している関係があるために安定する」ということがいえればOKだと分かっていました。これを「交換力」といいます。

 つまり、電磁気力のような二つの電荷の「間」に働く「力」とか、電磁気的に「空間が歪む」とか、そういう発想と根本的に異なるわけです。
 素粒子同士が互いに素粒子を受渡しする関係があるから離れられない、なぜならそのほうが安定する、つまりエネルギーが低い状態になっている、ということです。

 水は水路さえあれば、高い所から低い所に流れて行きます。逆は自然には起こりません。高い所に移そうとすれば「エネルギー」を使って、ポンプなりなんなりでくみ上げなければなりません。
 おおざっぱな言い方ですが、物理現象はすべて、エネルギーの低いほうへ移るのが自然の成り行きです。言葉を変えれば、エネルギー準位(高さの度合い)の低いほうが安定するわけです。不安定な状態は壊れて、安定な状態に落ち着くのが自然の成り行き、とも言えるでしょうか。

 弱い力と強い力に戻りまして。中性子は不安定な素粒子だということが分かっていました。ベータ崩壊、つまり電子を出し、同時に反ニュートリノという素粒子を放出して陽子になってしまうのです。このとき、そばに陽子があると、その電子と反ニュートリノを吸収して中性子に変化します。
 そこで、原子核内部では陽子と中性子が電子と反ニュートリノの交換をしていて、その交換関係の交換力のために、原子核は電磁気的な斥力に打ち勝って安定しているのではないか、と考えられました。

 しかし、その交換関係の交換力では、電磁気力に勝てないことが分かりました。

 そこで、湯川博士は未知の「中間子」というものがあって、それを陽子や中性子が交換する交換力がある、という仮説を提唱しました。他の物理学者は、その仮説には冷やかでしたが、宇宙からの放射線の中に、確かに中間子と考えられる素粒子が観測され、さらに実験などで検証されて、中間子の実在が証明されました。
 そうしてようやく湯川博士の仮説が認められ、陽子同士が中間子を交換する交換力により原子核が安定しているとなりました。これが「強い力」です。これのおかげで、湯川博士はノーベル物理学賞を受賞しています。

 その後、研究が進み、中間子以外にも「強い力」があることが分かってきたので、中間子による強い力は、核力と名付けられて区別されています。

 以上のように、弱い力も強い力も原子核を構成する陽子や中間子を結びつける力ですので、一種の引力とも言えますが、そのメカニズムが違うので交換力と呼ぶのが普通です。ですので、引力(とか斥力)という言葉で説明することが、あまりないのだと思います。

 引力か斥力かを、ざっくり言えば、弱い力も強い力も一種の引力だと言えます。なぜなら、どちらもプラスの電荷の陽子と電気的に中性の中性子が集まってできている原子核が、どうして電気的な反発力(中性子はともかく、陽子は電気的にプラスで反発)があるのに、壊れずに安定して存在しているかを説明する力ですから。

 重力や電磁気力だと、遠隔作用説的には、二つの物体の間に「力」が働くと説明しますし、近接作用的には、ある物体の周りの空間が歪み、そこに別の物体を多くと、その別の物体が力を受ける、...続きを読む

Q無重力空間での生理について

無重力空間での生理について
デリケートな問題なのでなかなか調べきれないのですが、女性宇宙飛行士の月経はどのようなもので、手当てはどのようにされるのでしょうか?
無重力において経血が行き場を失い、子宮も鬱血してかなりの生理困難になると思うのですが。
それとも、投薬で宇宙空間飛行中の女性の生理を止めてしまうのでしょうか?

Aベストアンサー

結論は投薬で出発日に合わせて生理日を調整します。日本人女性宇宙飛行士の向井さんの最長が14日17時間55分、山崎直子さんが15日2時間47分。大方の女性ミッションがそれぐらいですから、とりあえず投薬計画によって宇宙空間で生理になることはありません。
がしかし、不測の事態に備えて、ばらけても繊維が飛散しない特製タンポンは持参するそうです。ナプキンはダメみたいです。
無重力ですが、ある程度の量の経血は無重力でも吸収されるそうです。が、地上みたいにはいきません。2日目などの多い日に対応できるかはその時次第で、かなり苦しむことになります。
それが想定されますので、飛行中生理にならないよう必ず綿密に投薬計画が事前になされます。

ただし、ロシアのコンダコワ飛行士が女性の宇宙滞在記録169日と5時間を達成していますので、
この時ははどうしたのか不明です。わかりません。とういうか調べられませんでした。
投薬による、その後の影響が無い程度に何日ぐらい生理を止めることが出来るかわかりません。
こればかりは婦人科医の回答が待たれます。

それ以前に、女性宇宙飛行士の選考過程ではいくらイヤでも内性器を含め、かなり内臓を徹底的に調べますので、婦人科系が弱ければ選考されることはありません。
家族計画も念入りに聞き取り調査が行われます。場合によっては男女とも精巣、卵巣に宇宙線が当たりますので、確実な子作りを望めばこれも最初から選考されることはありません。
推測ですが、向井さんは最初から子作りをあきらめ、山崎さんは妊娠・出産を経験していましたから最終的に選考されたのでしょう。

結論は投薬で出発日に合わせて生理日を調整します。日本人女性宇宙飛行士の向井さんの最長が14日17時間55分、山崎直子さんが15日2時間47分。大方の女性ミッションがそれぐらいですから、とりあえず投薬計画によって宇宙空間で生理になることはありません。
がしかし、不測の事態に備えて、ばらけても繊維が飛散しない特製タンポンは持参するそうです。ナプキンはダメみたいです。
無重力ですが、ある程度の量の経血は無重力でも吸収されるそうです。が、地上みたいにはいきません。2日目などの多い日に対応できる...続きを読む

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物質と物質を近づけていったとき
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また、無重力空間で丸くなった液体にストロー等で息を送り込むと中に空間ができると聞いたのですが、本当でしょうか??
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口に入った瞬間、 口内壁面全体にへばりつくと思われます。
舌、口蓋、頬の表面を覆い尽くすように・・・・・

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反物質についてやさしく解説して下さい。

Aベストアンサー

相対論と量子論から、ディラック方程式という電子を規定する方程式が導けます。ところが、この方程式を解くと、解が二つあるのです。この二つの解は、エネルギーが正と負の電子の存在を示唆します。このことから、陽電子(電子の反物質)の存在が予言され、実際に発見されたのです。あらゆる素粒子は、それと対をなす反物質を持っています。電子に対しては陽電子、クォークに対しては反クォークなどです。物質と反物質には、それらが合わさると、光に変わってしまうという性質があります。

Q無重力の空間で磁石を(SとS)(NとN)近づけると・・・。

 無重力の空間で磁石を(SとS)(NとN)近づけるといったいどうなるんでしょうか?
 無重力なので近づけようとした人間も飛ばされるのでしょうか?(人間ごとはねかえるのでしょうか?)


 

Aベストアンサー

スペースシャトルの映像を見ると、宇宙飛行士はシャトル内をふわふわと浮いたまま移動しています。
この映像を見ると、つい勘違いしてしまうことがあります。

それは、重力が無い場所にいると、どんなものでも簡単に動かすことができたり、ボールを投げると、ボールと同じ速さで、後ろに飛んでいく、などです。

ところが、実際は違います。重力が無いと言っても、やっぱり重たいものは動きにくいのです。
これを応用してスペースシャトル内でも体重測定ができます。
地球上で測定した「重さ」に比例して、重いものを動かすには、それなりのエネルギーが必要です。

二人の宇宙飛行士はお互いに磁石を持って近づく場合、飛行士は、何らかの推進装置を使うか、飛行船内のどこかに体を接触させておくか、飛行船などを押した反作用で近づくなどの方法が必要となりますが、これらの力よりも磁力の反発力が小さい場合は、持っている手に反発力を感じる程度であると思われます。

Q反物質の時間

反物質の時間の向きは逆なのでしょうか?
 
もし逆だった場合、重力場での振る舞いも逆?…

Aベストアンサー

 相対論的量子力学で電子の解の時間を反転させると、陽電子の解が得られます。これをもとに陽電子が発見され、反物質発見ブームに火がつきました。

 陽電子は本当に時間を逆行する電子だと考える人はいます。しかし数学的に時間反転で得られた解であっても、陽電子の時間は普通に順行だと考える人のほうが多いでしょうね。でも、これは解釈ですから、人それぞれ自由です。

 敷衍して、反物質全般もそうです。ただ、反物質により未来から情報を送れると考える人は事実上皆無です。

 重力加速度は位置の2階微分です。陽電子などの反物質とは無関係に、時間を反転させても、速度は反対になりますが、重力加速度は反転の反転になって、やはり普通に重力が働きます。


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