最近本で、
”電磁力と強い力と弱い力と重力”を統一しようとしている
とチラッとみかけたのですが、
何が何だかさっぱりわかったような気がしません。
簡単に教えてくださいませんでしょうか?
また、それに関して面白く説明したHPとかも教えてくださると嬉しいです。

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A 回答 (3件)

ビッグバン理論にからんでそんな話があったような記憶があります。



宇宙の始まりとされるビッグバン理論では、肝心の「始まる前」つまり宇宙の
年齢がゼロ(厳密に0秒のとき)の状態が解き明かされていません。
この謎を解くためのカギが素粒子だと言われています。

この世に存在している全ての力は、「重力」「電磁力」「強い力(陽子と中性子
を結びつけている力)」「弱い力(放射能を出す力の一つと言われています)」
の4つしかないと言われ、宇宙の始まりの0秒の状態というのがその4つの力
が統一されている1つの素粒子だったのではないかと言われています。

これを「大統一理論」といいますので、gods-twilightさんがちらっと見かけた
「統一しようとしている」というのはこのことを指しているのではないでしょう
か。

物理的に詳しい説明は参考URLをご覧下さい。

参考URL:http://www.bekkoame.ne.jp/~y.iwai/bigban1.htm
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この回答へのお礼

早速のご返答ありがとうございます。
本でみたときはわけわかんなかったんですけど、
何だかすっごく面白そうなことを書いてるんだろうなって思いました。
人体もそうですけど、わからないことを知るって面白いって思います。
とりあえずそのHPをみてみます。

お礼日時:2001/06/13 12:03

今日は! 


直接、この統一場の理論ではないのですが、なぜ、「統一するのでしょう?」と言う疑問です。

ユークリッドがそれまでの事柄をまとめて、幾つかの公理にまとめました。その中の「平行線の公理(直線外の一点を通る平行線は1本である)」に疑問を抱いた人が、「もしかして、0本ではないか(リーマン幾何)」、「もしかして、無数にあるではないか(ロバチェフスキー幾何)」ということで、非ユークリッド幾何学が生まれたと聞いています。

また、電磁気学では、マックスウェルがそれまでの、クーロンの法則、アンペールの法則、ファラデーの電磁誘導の法則などをまとめて、マックスウェルの式が出てきています。この式を解いていくと、電磁場には波動性があることが解り、電磁波の予言がされました、その後、電磁波の存在がヘルツにより実証され・・・

あなたのおっしゃる「統一場の理論」が完成したら、もしかしたら、宇宙の新しい理論が予言されるかも知れません。なにか、ワクワクするのは私だけでしょうか(^^?

新しい宇宙を夢見る昔の青年?でした。 御免なさい(^○^)
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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。
確かに、学校の授業で完成したと思われた理論から
新しい予言が生まれたと聞かされました。
(偶然にもつい先ほどの光エレクトロニクスの授業で)
brogieさんの言うとうりになるのかもしれませんよね。
私もなんだかワクワクしてきました!

お礼日時:2001/06/13 14:52

自然界にある基本的な相互作用(力)は4つしかないと考えられています。



1.質量を持った物同士の相互作用である万有引力
2.電荷や磁荷をもったもの同士の相互作用(電磁力)
3.原子核のなかで陽子と中性子をつなぎ止めている相互作用(強い核力)
4.陽子や中性子が崩壊していくための相互作用(弱い核力)

これらすべてを1つの法則で説明しようとしているのが、4つの力の統一です。
これは、2の電磁力からの発想でしょう。
元々、電荷同士の相互作用と磁荷同士の相互作用は別物であるとして考えられ
ていました。
しかし、電流(電荷の運動)が磁場を作ることや、磁場の変化によって起電力が
生じることから2つの現象は1つの法則で説明できるであろうと考えられ、
マクスウェル方程式として、非常に美しい4つの方程式で記述できるようになりました。

そこで、自然界の4つの力を一連の方程式群で記述できないかという試みがなされています。
理論的には、電磁力と強い核力、弱い核力を統一的に説明できる方程式群は
発見されているようです。

残りの重力も統一して説明できる理論は考え出されています。
それが超弦理論です。
難しすぎて、私には理解できません。

つまり、4つの相互作用を同じような形を持った一連の方程式群、あるいは1つの方程式を解くことに
より、条件によってすべての相互作用の解が求められる方程式を発見しようとしていると言うことでしょう。
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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。
その超弦理論もみかけました。
ついでにM理論なるものも・・・・。
面白そうなんだけど・・理解するのにどのくらい年月が必要なんでしょうね。。。

お礼日時:2001/06/13 12:09

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お願いします
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もちろんまだまだなんですが
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北海道出身です。北海道大学のブランドは道内でこそありますが内地では東大、京大、一橋、東工大、慶應、早稲田に比べるとやはり劣ります。個人的な意見としては北海道は北海道大学出身者ばかり採用するから発展途上都市なんだと思います。北海道を東京に次ぐ先進都市にするためには北海道大学出身者より東京の大学の出身者を優先的に採用するべきなのです。生まれたときからずっと北海道にいるような連中に北海道は良くできません。そのような連中が公務員をやっているから北海道は発展後進都市なのです。

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>>でも、マクスウエル方程式や一般相対論を真似て、予言されていても、不思議ではないような気もします。


では存在するかわからないものを単に予言したと宣言しただけということでいいでしょうか?

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Q高校物理の質問です。 授業で電磁誘導で近づいてくる磁石を反発する力より、遠ざかる磁石を引きつける力の

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授業で電磁誘導で近づいてくる磁石を反発する力より、遠ざかる磁石を引きつける力の方が電位が高くなると習ったのですが、なぜそうなるのかよく分からないので分かりやすく教えて頂けないでしょうか。宜しくお願いしますm(._.)m

Aベストアンサー

どういうことを指しているのか、ちょっと分かりづらい質問文ですね。

>電磁誘導で近づいてくる磁石を反発する力
>遠ざかる磁石を引きつける力の方が電位が高くなる

「力」のことを言っているのか、「電位」のことをいっているのか、意味がよく分かりません。

電磁誘導では
(1)コイルに磁石を近づける
  ↓
(2)コイルに電流が発生する(電磁誘導)
  ↓
(3)流れる電流により「磁場」が発生する。その方向は「コイルに近づけた磁石の磁場変化をうちける方向」です。(レンツの法則)
  ↓
(4)その「電流により発生した力」により、磁石の動きを妨げる方向に「力」が働く。(レンツの法則による「近づいちゃいやよ、離れちゃいやよ」現象)

つまり、(2)の電流(もしくは起電力=電位)のことを言っているのか、(4)の力のことを言っているのか、ということです。一連の現象なのので、「電流(電位)」と「力」の「大きさ」は比例します。

↓ 参考サイト。「電磁誘導」
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/elec/dennji/dennji.html
↓ 参考サイト。「レンツの法則
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/elec/dennji/renntu.html」


 授業で習ったと思いますが、(2)の「電流」の大きさと、その結果の(4)の力の大きさは、どちらも(1)のときに「単位時間にどれだけの磁束を横切るか=磁束を横切る速さ」に比例します。
 この「磁束の横切り方」が、(1)で磁石が「近づくとき」と「離れるとき」で同じであれば、「電流の大きさ」も「力の大きさ」も同じになります。
 もし違いがあるなら、(1)で磁石が「近づくとき」と「離れるとき」で「磁束の横切り方が違う」ということなのですが、これは「コイルと磁石の形状や近づけ・遠ざけ方」によるので、一概にそうだとは言えません。


質問を見て思ったのですが、授業で習ったのは

「磁石が近づいてくるときと、遠ざかるときとでは、電位(電流)の方向が逆になる」
(例えば、近づけるときに「高い電位(プラスの電位)」になった側が、遠ざけるときには「低い電位(マイナスの電位)」になるということ。電流の場合には、「高い電位(プラスの電位)→低い電位(マイナスの電位)」に流れる)

ということではありませんか?

 上に書いたように、電位(電流)や力の大きさは「単位時間にどれだけの磁束を横切るか=磁束を横切る速さ」の比例しますので、「増える」ときは「プラス」、「減る」ときには「マイナス」の本数になります。
 ということで、上に書いたように「磁束」を「増える」方向に横切るか(近づくとき)、「減る」方向に横切るか(離れるとき)で、発生する電位(電流)の方向、力の方向が「逆向き」になります。一方で「電位が高くなった側(プラス)」は、他方で「電位の低い側(マイナス)」になります。

 授業で教わったのは、そういう意味ではありませんか?

どういうことを指しているのか、ちょっと分かりづらい質問文ですね。

>電磁誘導で近づいてくる磁石を反発する力
>遠ざかる磁石を引きつける力の方が電位が高くなる

「力」のことを言っているのか、「電位」のことをいっているのか、意味がよく分かりません。

電磁誘導では
(1)コイルに磁石を近づける
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(2)コイルに電流が発生する(電磁誘導)
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(3)流れる電流により「磁場」が発生する。その方向は「コイルに近づけた磁石の磁場変化をうちける方向」です。(レンツの法則)
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(4)そ...続きを読む

Q東北大学学部卒と北海道大学の修士

質問です。
私は北海道の高校三年生です。
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北大も東北大学も模試判定はA判定は出ています。

将来的には給料の高い会社に就職したいのですが、どちらの場合の方が大手メーカーの就職には有利なのでしょうか?

Aベストアンサー

東北大学の学生寮は月4300円。食事は出ないけど、あなたの場合、授業料は親が出してくれるので、生活費として月5,6万円あれば十分でしょう。

奨学金を借りられれば、バイト無しでも十分やっていけますよ。奨学金の条件のうち、成績はあなたの場合まったく問題無し。親の所得制限によって、無利子になるか有利子になるかが変わります。ただ、有利子でも東北大学工学系修了だったら、返済の事は心配しなくて大丈夫。予約制度のことも有るので、早めに親と相談する事をお勧めします。

なお、宇宙工学系は、糸川先生の流れをくむ東大が国内では圧倒的です。ただ進振りも有るし、生活費も高めなのであまりお勧めしません。東工大と東北大学だったら、それ程就職に差があるとは思えません。特に院卒の場合、個々人の能力を学会や論文で示せるので、東北大学で優秀だったら就職に苦労する事は無いですよ。

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。
『強い力は核子を結合させている』との記述がありましたので、引力と思われます。
『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


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