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文明誕生の歩みと哲学から天文、古典的科学と現代物理への進展史

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史実  コペルニクス  ケプラー  ガリレオ  ニュートン  マクスウェル  アインシュタイン  ホーキング  Black Hole  光について  統一理論  量子コンピューター  情報処理  オイラー  フェルマー  誕生|永眠

 

・年・内 容名 称タグ解 説
補 足、 MEMO

1609年
楕円軌道について “新天文学”発表
ケプラーの 第1、第2法則
ヨハネス ケプラー (38歳)
Johannes Kepler
天文,
物理
惑星は太陽を焦点に楕円軌道を描く。特定の惑星軌道で二つ以上の、同一時間の軌道曲線と太陽の3点を結ぶ線分の各面積は一定。(面積速度一定の法則)以前の惑星観は正円軌道説で、予測にズレが有り、楕軌道導入で(水星を省き) 高精度な予測が可能に。幾何学と自然現象との相関関係を示す。

1684年“回転している物体の運動について”をハレーに送るアイザック ニュートン (41歳)
Sir Isaac Newton
エドモンド ハレー (27歳)
Edmond Halley
物理,
天文,
数学
「惑星が距離の平方に反比例な力で太陽に引き寄せると仮定すると、惑星が描く曲線は?」との エドモンド ハレーからの質問に「楕円だろう」と答えた時の詳細を、紛失した論文を書き直し送付した。ハレーはこの時、ニュートンが既に“ケプラーの惑星運動の法則”を統合的に含む原理を証明しているが、まだ発表していない事を知った。
万有引力着想のきっかけは、フックやケプラー、ガリレオ等だとする説がある。

1738年“流体力学” の発行ダニエル ベルヌーイ
Daniel Bernoulli
熱力学空気や水の速い流動になるほど、その部分は低圧力となる。後にオイラーが洗練させる。オイラーが力を定義後、1755年に基礎方程式を導き体系化した。

1772年実験前後で総質量が変化しない、 “質量保存の法則” を発見アントワーヌ ローラン ド ラヴォアジエ物理体積と質量を精密に計測する実験で、化学反応の前後で、質量対称性の保持の原を発見。酸素(Oxygen) を命名し、 燃焼を酸素との結合で説明した最初の人物。

1843年熱と力学的仕事の等価性、
実験的に熱の仕事等量を初めて示し“ジュールの法則”を発見
ジェームズ プレスコット ジュール
James Prescott Joule
熱力学,
物理
電磁石の引力は、電流の2乗に比例する事を発見。また水に入れた導線のコイルを重りで回転させ誘導電流を流した時の、水の温度上昇の測定の実験から。電流からの熱量は、流した電流の2乗と、導体の電気抵抗に比例することを発見した。一方この熱はどこから来たのか原理構造の疑問に、実験全体の各要素の温度変化を(当時の)精密測定し、熱はコイルから移動して来たのではなく、導線で発生した事が示された。
多様な実験が、後に熱力学第一法則に繋がった。

1847年“エネルギー保存の法則”
熱力学の第1法則を確立
ヘルマン ルートヴィヒ フェルディナント フォン ヘルムホルツ熱力学ジュールが行ってきた熱の仕事当量の実験を基に、熱力学の第一法則、エネルギー保存の法則を導く。後にアインシュタインが導く質量とエネルギーの等価性から、質量も含めた総量が保持される。

1905年
(20世紀)
光量子仮説 を提唱
光電効果の原理構造を導く
アルベルト アインシュタイン (26歳)
Albert Einstein
アルバート アインシュタイン
量子(炬燵で日焼けは不可能等) 光電効果の原理説明からのエネルギーは、無限に滑らかな変数ではなく、断続的、解離的、量子的値のみをとる原理を提示。の実像は波動説と粒子説間での論争だったが、 プランクの量子仮説を取り入れ、波と粒の双対的な量子だと示し、量子論の 土台となった。  3月。

1905年光速運動 に関する
“特殊相対性理論”を提唱
不変的基準は ‘光速度’とした
アルベルト アインシュタイン (26歳)
Albert Einstein
アルバート アインシュタイン
物理,
量子
光速度不変則による相対的に歪む‘空間’と‘時間’に関する原理。‘時間’は普遍的に絶対不変の基準とされて来たが、時間でさえ相対的に歪む原理を初めて提示。光速度が絶対不変なら時間の方が歪むのだろうと示した等速直線運動という特殊条件下での理論。
当年、ロシアで第一革命。 “我が輩は猫である”出版。

1905年特殊相対論の解
E=mc2を提示
エネルギー = 質量×光速の二乗
アルベルト アインシュタイン (26歳)
Albert Einstein
アルバート アインシュタイン
物理質量とエネルギーの等価性を示し、位置、運動、電気、熱等のエネルギーは、エネルギー保存の法則で繋がり、 初めてエネルギーの本質像を示した。準光速で運動の質量は、光速度不変則から時間が鈍速に歪むが、 運動量保存則から運動エネルギーが質量へ変換される。  9月。

1907年“等価原理”を発見アルベルト アインシュタイン (28歳)
Albert Einstein
物理加速時の‘慣性の力’と重力は等価な現象だと、 エレベーター落下と無重力の思考実験から発見した。これを後に、“生涯で最高のアイデア” と語り、も曲がる事を予言。
当年、湯川秀樹産まれる。

1916年一般相対性理論を提唱
重力の原因は時空の歪みで、 初めて正確に水星軌道を求めた、重力場理論
アルベルト アインシュタイン (37歳)
Albert Einstein
アルバート アインシュタイン
物理重力と慣性力を等価原理で繋ぎ、同等な現象とした。質量が時空を歪め重力を生成、を曲げる事を導き出した。時間や空間に不変で絶対的基準は無い。宇宙に絶対的に静止した場所は無いと示した。特殊相対論に加減速、カーブ、重力、4次元時空 (空間+1次元の時間。“ミンコフスキー時空”) を含め一般化した。重力伝達速度は、ニュートン的な瞬時ではなく、 光速度。

1916年重力波に関する最初の論文アルベルト アインシュタイン物理質量により時空の歪みが波打つ現象を 予言。2016年に波の初観測。

1916年初の一般相対論の非回転な ブラックホール解を発表カール シュヴァルツシルト
Karl Schwarzschild
物理脱出速度が光速を超える領域、球対称な事象の地平面(シュヴァルツシルト半径) を示す。ルードヴィヒ フラムがシュヴァルツシルト解のワームホール的特性を指摘。

1935年量子論に相対論から矛盾点を 指摘する論文
“EPRパラドックス”を発表
アルベルト アインシュタイン (56歳)
ボリス ポドリスキー
ネイサン ローゼン
物理,
量子
量子もつれが、相対論と両立しないのでは?という思考実験のパラドックス。1982年のベルの不等式の検証により、この指摘が成立しない事を実証。当年、シュレーディンガーの猫のパラドックスを提示。波動力学の確率解釈、微視から巨視での波束の収束に絡む思考実験。

1936年“アインシュタインとローゼンの橋”を発表アルベルト アインシュタイン (57歳)
ネイサン ローゼン
物理ブラックホールとホワイトホールをつなげる事で、ワームホールの概念を発案。Black Holeの中心点に、無限のエネルギーを留めておく構造が理論上無いためWhite Holeへ。

1948年くりこみ理論を提唱朝永振一郎、リチャード ファインマン、ジュリアン シュウィンガー量子量子電磁力学の可換ゲージ原理における 無限大の発散の困難を解消。当年、カシミール効果を発見。量子ゆらぎ等からの負のエネルギーによる量子効果を初めて論証。

・年・内 容人 名タグ解 説
補 足、 MEMO

1957年ワームホールの実像を探究ジョン アーチボルト ホイーラー物理ワームホールと命名し、特異点を考察。彼は、ファイマン、エヴェレット等の 教師。

1963年カーブラックホールモデルロイ カー
Roy Patrick kerr
物理,
天文
リング状の特異点を持つ。スピンするBlack Holeがタイムループを含む可能性を発見。原理上、Black Holeが時空を巻き込んで回転する時、空間と共に時間も歪む構造。

1965年ブラックホール
“特異点定理”を証明
スティーヴン ホーキング
ロジャー ペンローズ
物理一般相対論の方程式の解で、真空で正の質量の恒星を扱う限り、必ず特異点が存在すると示した。体積 0の点でエネルギーが無限大となり、一般相対論と量子力学が衝突し法則不成立な点を提示。

1971年ブラックホール脱毛定理
熱力学に関するホイーラーのパラドックスを示す
ジョン アーチボルト ホイーラー
John Archibald Wheeler
物理,
天文,
熱力学
一般相対論と電磁気学のみを考慮したBlack Holeに落ち込むと、質量、電荷、回転角の物理量 3つのみを残し、他の情報を保存しない矛盾の問題。他の物理量は事象の地平面内で消失し、情報を3本の毛に例え解説し、他は残さずエントロピーも消失する様に見える熱力学的問題を示した。

1972年ブラックホールのエントロピーの保存を提示ヤコブ ベッケンシュタイン
Jacob David Bekenstein
熱力学,
天文
Black Holeに落ちた物のエントロピー値は、事象の地平面の表面積に比例して残る事を示した。上記 1971年、熱力学的情報の保存の破れに関する“ホイーラーの悪魔”の矛盾に、最初の回答。

1973年宇宙の量子力学的場についてエドワード トライオン
Edward Tryon
量子宇宙は巨大スケールの量子力学的ゆらぎで、正の質量が負の重力ポテンシャルとつり合ってると提示。ベトナム戦争で、アメリカ軍が撤退。

1974年
擬似的な量子重力理論から “ホーキング放射” を提唱
スティーヴン ホーキング
Stephen William Hawking
量子,
熱力学
場の量子論を使いBlack Holeの蒸発的なホーキング放射、熱と事象の地平面の拡大も指摘。Black Holeと量子ゆらぎの関係から発見。
拡大をベッケンシュタインとは別角度から提示。

1974年ブラックホールを初めて観測マサチューセッツ工科大学天文小ささに比べ、超重力なX線源を、初めて観測。白鳥座 X-1にてX線観測衛星ウフルで発見。

1976年ブラックホールとホーキング放射に絡む、インフォメーション・パラドックスを提示スティーヴン ホーキング
Stephen William Hawking
量子,
物理,
熱力学
ホーキング放射は、Black Holeと真空上での量子ゆらぎによりランダムに生成された素粒子間の反応で対消滅する。これは吸い込まれた物質の情報とは、質量以外の関わりが無い。とすればこの物質の情報は、非可逆で完全な消失に見えるという矛盾。量子力学が正しいなら、物質の情報は何らかの形で保存されるはず、というパラドックス。
(ホイーラーが、も脱出不能な未発見当時の超質量天体をBlack Holeと名付けたが、穴とは2次元的表現上の例えで、実際は球状の天体)

1978年ブラックホールの構造に関するホログラフィック原理を提唱ヘーラルト トホーフト
チャールズ ソーン
レオナルド サスキンド
物理,
熱力学
ソーンが弦理論により低次元のホログラフ的記述で、重力も扱えると示し、物質像が宇宙の地平面に描かれたホログラフ2次元的ペアの概念を示す。トホーフトが提唱し、サスキンドがまとめた未完成の理論なため、ホーキングのインフォメーション・パラドックスへの仮回答となっている。

1988年通過可能なワームホールを考察キップ ソーン
Kip Stephen Thorne
物理量子ゆらぎ的ワームホールを負のエネルギーや未知の原理で広げて利用する時間旅行の概念を示す。カール セーガンから小説コンタクトの相談を受けた事が着目の発端という。

1989年超弦理論から 膜の生成を発見ポルチンスキー、ダイ、リー量子,
物理
Dブレーン(閉じた弦の集合)上での開いた弦との関係性がBlack Holeの情報保存や 構造探究の鍵へ。手塚治虫、松下幸之助永眠。
GAME BOY発売。

1990年時間順序保護仮説を発表スティーヴン ホーキング
Stephen William Hawking
物理,
量子
過去へのタイムトラベルでは、場のエネルギー密度が無限大となり、時空が保てず不可能だとした当年、ヒトゲノム計画が始まる。
World Wide Web を考案。

1991年初期宇宙の 相転移に関する
“宇宙ひも理論”
リチャード ゴット
John Richard Gott III
物理,
量子
初期宇宙の相転移時、光速度で情報伝達や相互作用が成り立つ範囲毎に複数の領域が、個別に相転移し合うだろう。その境界に位相的欠陥が残り、通常の時空とは異なる状態になると予想。位相的欠陥は、宇宙ひも以外にドメインウォール、モノポール、テクスチャー等がある。
2つの宇宙ひも周囲の一般相対論的な角度欠損が、タイムマシンにも利用出来るとした。

1993年トポロジカルな弦理論を 拡張大栗博司 等量子,
物理
Toy model の適応範囲を超弦理論まで拡張。超対称ゲージ理論やBlack Hole 分析にも活用。

1994年正の質量と負の質量によるアルクビエレドライブ を考案ミゲル アルクビエレ
Miguel Alcubierre Moya
物理理論上、正の収縮と負の膨張の、時空の歪みの波に乗って、光速の数倍で移動出来るワープ航法。アインシュタイン方程式を基にしたが、全宇宙エネルギーの数倍強が必要で、実現不可能だとされた。

・年・内 容人 名タグ解 説
補 足、 MEMO

・アインシュタインと重力やブラックホール関係の、年表や解説の参考、出典ソースです。

       
         

・宇宙論関係の、年表や解説の参考、出典ソースです。