破壊学事始

金星大気が90気圧もあるのは、強力な電位差のせいではないかと書いた。金星大気のもうひとつのなぞ、スーパーローテーションも電位差で説明できる。

金星の時速400ｋｍの風は、東から西に吹いている。地球で言えば貿易風の方向だ。ここで地球に吹いている偏西風と貿易風が逆向きであることに留意して欲しい。
金星の大気は、プラスに帯電していて、地表はマイナスであると予想できる。地球大気も同じだからだ。ところで金星には磁場がほとんどなく、太陽風が吹き付けて、反対側からはイオンとして抜けていくことが探査衛星あかつきの観測でわかった。

http://www.stp.isas.jaxa.jp/venus/sci_escape.html

静電モーターの原理は、片側から電荷が流入して、反対側から電荷が抜けるという構造にある。つまり金星大気は、太陽側から強力にプラスの電荷が入ってきて、太陽の反対側ではそのプラスの電荷が宇宙空間に抜けている。静電モーターと同じ構造が金星大気にあるのだ。

ところで、地球では貿易風は金星のスーパーローテーションと同じ方向だが、偏西風は逆向きだ。これは地球大気は自転と同じ方向にファラデーモーターの向きに引っ張られているが、赤道付近の大気は、金星と同じ静電モーターになっているからだと考えられる。夜に雷が多いのは、大気中の電荷を電離層を通じて宇宙に逃がしているのだ。

一般に大気圧は、空気の柱が上空まで続いていて、その重さが下の空気に加わっていると教えられている。金星の重力は地球とほぼ同じ8.9m/s2なので、重力が大気圧を作っていると考えれば、90倍の高さまで大気が存在することになる。

地球では、およそ３０ｋｍ付近で気圧がほぼゼロになる。90倍なら、2700ｋｍだが、圧縮を考えれば数倍の高さまで金星大気が存在するはずだ。ところが金星大気の鉛直分布を見ると80ｋｍ付近でほぼゼロになる。50ｋｍ付近では1気圧で地球と同じ。大気圧の分布で見ると、地球の２，３倍程度の高度までしか大気が存在しない。

金星の地表から50ｋｍの間に地球の90倍の圧力を生むメカニズムがあると考えられる。重力であるとは考えにくい。金星の重力は地球の0.9倍しかないのだ。以前、地球大気の圧力は電位差によるものと書いた。おそらく金星の大気圧が高いのは、地表と電離層の電位差によるものだろう。金星は磁場はないものの、大きく尾を引いていることが観測されている。金星の持つ電荷は大きいのだ。

ところが単純に電気引力によって空気分子が地表に引き付けられるのでは、重力とメカニズムは変わらない。大気の場合、上層ほどイオン化の程度が大きく、大気の電気抵抗が低いという特徴がある。大気上層は宇宙線によりイオン化されているからだ。そのため、大気中の電位差は、地表に行くほど大きくなって、上層では少なくなる。地球では50ｋｍ付近では30万ボルトで一定になる。

この大気電位の大きさが大気の圧力差を作っている。一様な電場では、電気力線中に置かれた電荷は、同じ力で引き付けられるが、電位差がある電場では、電位差が高いほど引き付ける力が強くなる。電気引力の勾配が、圧力差として現れるのだ。調べた範囲では、金星の大気電位のデータはなかった。しかし、90気圧の圧力を作る電位差がきっとあるはずだ。

追記：20180909
電位差の大きさを示す観測データがあった。
"The electric wind of Venus: A global and persistent “polar wind”‐like ambipolar electric field sufficient for the direct escape of heavy ionospheric ions"

地球の自転は、太平洋火山帯のマグマをコイルにしたファラデーモーターであると指摘した。しかし太平洋火山帯は、ニュージーランドと南米の南端で途切れていた。

最近、イギリス、エジンバラ大学の研究によって、南極大陸の淵に９１の火山が見つかった。これによって、太平洋火山帯の南側の回路がつながったことになる。

(School of GeoSciences, University of Edinburgh, Drummond Street, Edinburgh EH8 9XP, UK)
一般には、地球の自転は過去の衝突によって起きた回転の慣性によるといわれている。しかし、大気、海水、潮汐力の抵抗などからみても、慣性だけでは説明できない。また詳細な自転周期の観測では、自転速度が速くなったり遅くなったりしていることがわかっている。速くなるのは、明らかに慣性を否定している。
また海底にある海溝などの地形は、内部のマグマに牽引力がかかっているために、地球の自転方向にゆがんでいる。

物質は原子からできている。原子は原子核とその周囲を回る電子が構成する。原子核のプラスの電荷と電子のマイナスの電荷が釣り合っていると考えられている。
たとえばヘリウムは原子番号が２で、原子核は陽子2個、中性子が2個でできている。原子核の電荷が＋２なので、電子が2個回っている。でも良く考えると、単純に電荷が引き合っているのなら、電子は原子核に落ちるんじゃないだろうか？

電子が原子核に落ちるんじゃないかという疑問はよくあるFAQで、その答えもちゃんと用意されている。電子は高速で原子核の周りを回っているから、遠心力で落ちない。また電子の回る軌道には、制限がある。電子の持つエネルギーによってとびとびの軌道を取る。この２つが古典的FAQの回答だ。
最近では、電子は雲のような状態で原子核を回っている、なんていう雲をつかむような説明もある。しかしいずれもおかしい。最初にあげた原子核のモデルが間違っているんじゃないだろうか？
そこで次のようなモデルを考えてみた。オレンジ色が陽子だ。

あれっ？　陽子が４つしかないように見える。この4個の陽子の接点に電子が置かれているのだ。つまり中性子は以下のようになっている。ぽつんとあるのが電子だ。この電子を介して、陽子がもうひとつくっつく。

もう一度2番目に挙げたヘリウム原子核を見て欲しい。陽子の接点には電子が１こずつ置かれている。マイナスの電荷で陽子同士をくっつけている。4個の陽子の接点は6箇所なので電子は6個ある。すると原子核の電荷はマイナス２になると思われるがちがう。接点に置かれた電子の電気力線は陽子のプラスと結びつくので、1個の電子は1/3*の電気力線しか外に出せない状態になる。

電子の電荷＝-1 x 6 x 1/3 = -2

陽子が4個なので原子核の見かけの電荷は4-2=+2となる。すると従来の原子模型のように電子が回るモデルになると思われるがちがう。
地球の公転を説明したとき、太陽のプラスに対して、地球の持つプラスとマイナスが働き、軌道が安定すると書いた。それと同じことが電子と原子核で起きる。原子核の見かけの電荷は＋２だが、実際に働く力は、陽子の4個と外側に出てくる電子の電気力線－２が作用する。
原子核を回る電子は、プラス４に引かれつつ、マイナス２に反発するのだ。2個の電子は互いに反発するので、対極を回ると予想できる。陽子のプラスの電気力線とマイナスの電気力線が具体的にどう分布しているのか、もう少し考える必要があるが、このモデルなら、無理な条件を付け加える必要はない。きわめて直感的なモデルだ。

すでにわかっていると思うが核力は電子が直接陽子をくっつける力にほかならない。

*この1/3は直感で出した値

重力が2種類あって、地表での重力は電子分極による電気引力・斤力であることがわかった。では、質量とは何だろう？　モノを動かそうとすると抵抗がある。動かしにくさが質量であると説明されることが多い。質量はモノに最初から付属している性質なのだろうか？

質量には2種類あることが知られている。慣性質量と重力質量だ。両者は同じであるとするのが等価原理だ。重力質量は電子分極された原子が、大気電位によって引かれることで説明できる。しかし慣性質量は電子分極では説明できない。

物質を構成するのは、電子、陽子、中性子だ。中性子は電子＋陽子なので、電子と陽子を考えよう。この二つに、もともと質量はないのかもしれない。質量と感じる何かが生じるために、質量があると思うのかもしれない。

電子だけ考えてみる。電子に力を加えると後方に磁場が生じる。磁場の変化は電場を生む。電場は電子に加えた力とは反対方向に電子を引き付ける。つまり電子に力を加えると電磁波が生じて、それが抵抗を生むわけだ。陽子に関しても同じ事が起きる。物質全体で見ると、加えた力と反対方向に抵抗が生まれる。生じる電磁波は陽子と電子で打ち消しあって外には出てこない。

この抵抗は質量に似ていないだろうか？　電磁波による抵抗を質量と見なすには、いくつかのチェックが必要だろう。温度とは何か？　極低温ではどうなるか？　慣性力の仕組みは？　などを考察する必要がある。また、この電気的質量が正しければ、質量を消す方法もあるはずだ。これは反重力とも無関係ではない。

ただの思い込みか、それとも大発見か？　いずれにしても検証する方法を考えてみるつもりだ。

追記：陽子と電子の電磁質量差は、大きさによると考えられる。電荷の絶対値は同じでも、生じた電磁波による抵抗は、それぞれの直径に比例する。

追記：これを考えたときはまだ磁界と電界を等価と見ていた。重力もまだぼんやりとしか想像していなかった。