破壊学事始

水星の近日点を考える途中だが、惑星の磁場を考えてみたい。地球の磁場は、地球の中心付近にある核の活動によって発生していると考えられている。外核は地下2900kmにあって、ニッケルと鉄が溶けて流動している。この金属の流れが磁場を作っているらしい。

電子工作の世界では、磁場があれば電流があるのが常識だ。外核には強力な電流が流れているはずだが、そのエネルギーはなんだろう？　もし自転によるエネルギーなら自転は慣性によるので、あっという間に地球の自転は止まってしまう。金属が流れるだけで磁場が発生するなら、製鉄所は大変なことになる。

どうも、この溶けた金属が流れるというのはかなり無理がある。ところで、太陽系を見ると磁場を持つ惑星は多い。水星、地球、土星、木星、海王星、天王星などが固有磁場を持つ。木星の衛星、ガニメデも固有磁場を持つ。固有磁場というのは、自力で磁場を発生させているということだ。

興味深いのは、岩石惑星とガス惑星では、磁場の方向が逆になっている点だ。天王星は自転軸が磁場の方向とかなり違うので、とりあえず置いておく。水星と地球は、自転方向と磁場が同じ。土星、木星、海王星は自転方向が同じで磁場が逆だ。

https://www.cps-jp.org/~mosir/pub/2012/2012-08-22/09_takehiro/pub-web/09_takehiro.pdf より

岩石惑星は、太陽風により運ばれた電子が地表近くに存在する。岩石が相転移して放出された電子も含まれる。電子は非常に小さいので、誘電体である岩石に浸透するのだ。この大量の電子が自転により回転することで、磁場が発生する。回転は角加速度だからだ。

いっぽうのガス惑星は水素、つまりプロトンが大量に含まれる。電子とは電荷が逆になるので、自転方向は同じだが、発生する磁場の方向は逆になる。木星の磁場が地球の2万倍も強いのは、水素ガスが大量にあって、その線速度が速いのとプロトンの電荷が高いからだと考えられる。

天王星の磁場が自転軸とかなりずれているのは、別の理由があるのかもしれない。

相対性理論が認められるきっかけになったのは、日蝕の観測で光の曲がりが認められたことのほかに、水星の近日点の計算がある。水星は太陽に近く、その軌道はかなり複雑だ。水星は公転周期が88日で、自転周期が58日。およそ、2公転で3回自転する。公転のたびに近日点が少しずつ移動する。この複雑な動きを相対性理論は、計算したという。1915年11月の話だ。

これ、なんか似たような話だと思ったら、ニュートンが月の起動計算をしたときと同じだ。プリンキピアを書く前、ニュートンは宇宙空間で働く引力が地球上の引力と同じだろう、と根拠もなく仮定して計算した。仮定はすぐに万有引力の発見に書き換えられた。

気を取り直して、水星の軌道を見てみるとこうだ。

自転を見るとこうなる。

1915年にアインシュタインは、軌道のデータしかなかった時代に近日点の移動を計算した。自転がわかったのは1965年。ところが現在探査衛星のおかげで、水星の周辺はかなり詳細にわかっている。

磁場はあるし、薄いながら電離層もある。太陽と反対側の磁場には、ときたま穴が開いて、プラズマが放出される。アインシュタインはこのような水星の環境をまったく知らず（つまり考慮しないで）近日点を計算したわけだ。（続く）

EMドライブは、金属管内部でマイクロ波を照射しますが、金属管が円錐をカットした形状になっています。内部でマイクロ波が反射します。面積の大きな面に向かって推力が発生するというものです。

これを電磁質量で考えてみると、金属管内部でマイクロ波が反射するとき、入射する方向に向けて、電磁質量が発生します。すると大きな面と小さな面で、互いに外側から力を加えられたときと同じ状態になるわけです。そのため、大きな面ー小さな面の力が発生することになります。

ところがもっとよく考えてみると、電子にマイクロ波があたったとき、電場の向きはランダムです。生じる電磁質量の向きもランダムになるはずです。電磁質量で力の発生を説明するためには、なんらかの方法で、片側だけに電場をそろえる必要があります。

電場をそろえるためには、コヒーレントなマイクロ波を作って、精密に調整して電子に照射する方法が考えられます。しかしこの方法は現実的ではありません。もうひとつは、照射する金属にプラスのバイアス電圧をかけて、マイクロ波の電場をマイナス側に振ってしまう方法です。これなら電子にあたったとき、電場の向きが違ってもマイナスの電場を加えることが可能です。

EMドライブの実験例は数多くネットに公開されていますが、金属のバイアスについて書かれた実験は見当たりません。EMドライブはせいぜい0.数グラムの推力しか確認されていないのは、チャンバーの形状だけで生じた電磁質量の差が計測されているのかもしれません。あるいは偶然バイアスがかかっている可能性もあります。

追記：後で気がついたんだけど、バイアスの極性を変えると推進力を反転できる。バックできる！

彗星には尾が２つあることが知られている。しかしもう1本あるのはあまり知らないと思う。一般の解説では、彗星が太陽の近くに来ると、太陽の熱でガスが噴出し始めて、太陽の反対側に尾が出来るとされる。彗星は氷とチリでできているからだ。

しかし彗星がきたない氷の塊というのは、観測衛星によって否定されている。彗星は小惑星のような岩石なのだ。ではなぜ尾が出来るのだろうか？

somet67Pはただの岩石

彗星の軌道は太陽系の公転軌道から大きく外れている場合が多い。多くは公転軌道の上下に膨らんでいる。いっぽう太陽から噴出す太陽風は、ほぼ公転軌道に水平に出ている。じつは公転軌道から外れると、宇宙空間には星間物質として電子が優勢になる。この電子が優勢の空間を彗星が飛ぶ間に、内部に大量の電子がたまっていくのだ。岩石は電子をためやすい誘電体だからだ。

彗星が太陽に近づくと、太陽風の影響で輝きだす。太陽風の成分は電荷がプラスの陽子とマイナスの電子だ。このプラスに対して放電が始まる。ぼんやりと彗星を取り巻くコマだ。また、放電はマイナスに対して反発するので、太陽の反対側に長く延びる。放電で生じた細かなチリと電子の放出の２つが生じる。ダストテイルとイオンテイルだ。ダストテイルは太陽風の電子に伴う磁場の影響で、少し曲がる。

さて、3本目のアンチテイルは、太陽にもっと近づいたときに見ることが出来る。太陽のプラズマは巨大なプラスの電荷を持つため、彗星の電子が引き付けられ、鋭い尾となって現れるのだ。

これでも彗星は氷とチリから出来ているので、ガスが吹き出ていると考える人は、食品のフリーズドライを考えてみるといい。真空中に置かれた氷は、昇華されて水分がなくなる。氷は真空中では長時間存在できないことを忘れずに。

地球には固有の振動数があって、シューマン共振と呼ばれている。7.83Hzだ。シューマン共振の原因は不明とされているが、たいていの説明では、「地球の地表と電離層との間で極極超長波 (ELF) が反射をして、その波長がちょうど地球一周の距離の整数分の一に一致したものをいう。」wikipediaより

そのエネルギー源は「雷の放電や太陽風による電離層の震動」という。本当だろうか？

電磁波の周波数と波長の関係は以下の式で求められる。

f=c/λ　cは光速、λは波長

この式で確かめてみた。地球の半径は6371km、c光速は299792458m/s、円周率は3.141592とした。
すると地表の長さを1波長とした場合の周波数は7.49Hzになる。wikipediaの説明では、電離層と地表の間で共振するから、もっと低い周波数になるはずだ。
そこで、7.83Hzで半径を計算すると6096kmになる。これは275km地下のマントル上部、アセノスフィアの部分だ。

カンラン石が相転移して玄武岩、ハンレイ岩に変わる部分で、流動性がある。

2SiO4 + CH4 → 2SiO2 + CO2 + 2H2O

「電気的地球科学」では、相転移の可能性について言及した。相転移に伴い大量の電子が放出されている可能性がある。アセノスフィアには膨大な電子が存在するのだ。
この電子が地球の自転により、回転していることで、電磁波を発生させていると考えられる。これがシューマン共振の正体なのだ。
シューマン共振は、地表における重力の発生とも密接に関係していると考えられる。