質問: 光どうしは互いの重力で引き合うか 「なっとくする相対性理論」という本を読んでいて思ったのですが e=mc^2とすればm=e/c^2 となって 光にもエネルギーに比例した質量があることになりますよね もし光に質量があるとすれば光同士は互いの重力で引きあうのでしょうか? もし引き合うとすれば強い光のビームは広がらずに 団子状態になって進むと思うのですが、この団子が ソリトンとかフォトン(光子)と考えられないでしょうか? また、連星のように一点を中心にして二つの光が互いに引かれながら回転すれば、それを物質と呼べないでしょうか? 光と光をぶつけると物質ができるそうですが、素粒子理論を使わなくても光同士の引力でそのことが説明できないでしょうか?
回答: 4たび、no.10です >これを解決するには重力場の相互作用だけは絶対時空を使う必要があります。・・・ すみません、良く分かりませんでした。 ( >真っ直ぐに進むものを光とよび、相互作用で回転しているものを物質と呼ぶ。 >質量は光の相対論的質量のみ存在し物質の静止質量は一箇所で回転している光の相対論的質量の総和である。 振り出しに戻ってしまいますが、光が相互作用で回転するには、(場の量子論を用いない)相対論的な議論による光の粒子化の可能性や、安定した連星系をなすための条件などを定量的に示すことが前提ですね。 さらに、なぜ物質の静止質量がある値に制限されるのか(例えば電子の静止質量はみな同じだが、回る光のエネルギーによってはもっと多種の静止質量があっても良いのではないか)、電荷などの起源は?スピンの合成は(ボーズ粒子からフェルミ粒子は構成できない)?といった問題も考えられます。 つまり、量子論的に扱えるのかという問題です。 ) >以上のことを絶対時空の中で表現してから相対時空へ座標変換することで相対論を相対論的質量だけで表現するように書き換えることができそうな気がします。 よくわからないのですが、たとえば運動方程式を相対論的質量を用いて共変的な形に書くことは出来ますか? それとやはり、重力場同士の相互作用というのが理解できません。 場同士が相互作用するということは、場(の量)自体が直接その相互作用によって運動、変形するということで、場自身に関する力学のようなものが必要になると思うのですが、これが分かりません。 おそらく、これを完成させないと相対論にものらないのではないかと。