2020年3月8日日曜日

距離2乗の原理

物質が空間を吸放しているなら
どこの空間が縮小(拡大)している
のでしょうか?

例えば物質は近くの空間から吸放を
行うのでしょうか?
それとも遠隔作用的に遠くの空間を
吸放する事もあるのでしょうか?


とりあえずここでは
物質は原則としてその中心から空間を吸放する
というパターンを考えます。

なぜなら仮に物質から離れた場所が勢いよく縮小や拡大を
するならその場所にも物質があると
考えれば良いからです。



同様の理由で
原則として空間は時間に伴い
どこでも一様に放出(拡大)をしている
と考える事にします。

さて今回は
物質の中心から吸放が起こる場合、
その周囲の空間や物質がどう動くかの影響量は
物質の中心からの距離の2乗に比例して減衰する。

という事を確認します。

(ただしこれは空間は増加せずに
単に一つの吸放体に吸放されるだけ
という単純な条件においての話です。)



まず1次元しかない空間から考えてみます。

1次元の空間とは線の事です。

線上のある場所を短くすると
その場所からの距離とは無関係に
どこの場所も同じ量だけその場所へ向かって
移動します。



これはひもが引っ張られる事に例えられます。

次に2次元空間(平面)について考えてみます。



上の図の中心にある丸●
吸収の中心だとします。
周りの丸〇はどれも同じ体積の空間
表しているとします。

この状況はビリヤードっぽいものに例えると
分かり易いかも知れません。
ただしビリヤードの台と違い、中心に
一度にボールが一個だけ通過できる穴を開け、
その周りに沢山のボールを配置し、
そして全てのボールを 
なるべく速くその穴へ落とそうとする
状況を想像してください。

そうするとまず
穴の近くにある1~6のどれかが
落ちる事になります。

それと同時に外側1~12のどれかが
内側に出来た空きへ移動します。

これは内側にあるボールにしてみれば
確率6分の1で移動できるのに
外側にあるボールは確率12分の1でしか
移動できない事を意味します。

簡単に言うなら
穴の近くのボールはガンガン吸われるのに
距離が遠い場所にあるボールは
ライバルが多すぎて
なかなか移動できない訳です。

半径に従ってライバルの数がどう増えるかの
計算方法は一般的に簡単であり、

円周に比例します。

ここでは円の面積を求める必要はなく、
同心円状にボールを何個配置できるか
分かれば良い訳です。


さて、今のは2次元の例でしたが
3次元で考える場合は

玉ねぎの様に内部に層がある球
を想像すると良いでしょう。

この場合
一つの層に何個のボールを配置できるか
その層の表面積に依存します。

表面積は距離(半径)の二乗に比例するので
3次元空間におけるボールのライバルも
距離の二乗に比例して増える事になります。

従って空間上に時間に比例して空間を吸放する場所がある場合、
その場所からの距離の2乗に比例して
空間や他の物質の時間当たりの移動量や移動可能性は減少します。

これを距離2乗の原理と呼ぶ事にします。

ただしこれから述べる事ですが
吸収パターンにおいては直接的に
距離2乗の原理が適用できない場合もあります。


まず空間自体が増加すると考える事、
そして放出と吸収が釣り合って
結果として動きが固定的になっているのが
この世界である…という風に考えていくからです。
 

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