アプス角と軌道法線の性質に反する２つの保存則に大問題

[masan...@gmail.com]

大問題があると思う二つの保存則とはエネルギー保存則と角運動量保存則です。

ご意見、ご教授を待っています。

物理学の力学に関する2大原理なのに妄想だったというしかなくなってしまうんです。

今回の話題も物理のかぎしっぽに2020年9月13日の午前の投稿「位相空間に閉じた円軌道になる要件とは？？」と関連し補強する話題です。

位相空間における軌道がカオスの場合必ずしも一重の輪にならず、閉じた輪にすらならない軌跡を描くことから発想する問題があるのです。

まず説明から

自由空間を運動する物体はある瞬間において軌道の接線方向に働く力と、起動と直交する方向の力に働いている力の成分を平行四辺形のベクトル演算の方法で合成分解できます。

たとえば運動軌道に接線方向の力をゼロとして、運動軌道接線方向に対し角度を持った、たとえば直交方向のある瞬間の力をｋとします。

円軌道ではｋの方向を示す線分は中心または原点のような定点を含む線が軌道と直交し、法線となっています。

そういう例として原点にある太陽から一定の万有引力ｋを軌道の法線方向に受けた衛星は運動軌道が１平面中に収まる真円となります。

真円の軌道において万有引力は必ず軌道の法線に重なっています。

でも惑星の軌道が楕円軌道であれば太陽は焦点の片一方にあるので惑星の万有引力は必ずしも軌道の法線とならないときがあります。

ところで堀源一郎著作の「宇宙法則の謎」「太陽系」によれば、定点の太陽から軌道に結んだ線が法線となるとき、その位置をアプスと呼ぶそうです。

軌道上に隣り合う２つのアプスと定点を結ぶと定点を挟む角ができます。

この角度をアプス角と呼ぶのだそうです。

真円軌道と太陽を定点としたアプス角はゼロ度です。

真円以外の軌道では、となりあうアプスは鋏角を広げてつくるそうです。

堀源一郎によると惑星の楕円軌道では180度になるそうです。

そして真円と楕円では空間を通る軌道の起点は終点に重なり軌道の描いた平面中の輪の一点になるのです。

でも軌道のすべてがこのような角度にアプス角が決定するとは限りません。

多くの事例において太陽を原点に惑星の近日点移動、中心天体が地球のときは近地点移動、連星系では近星点移動と一周で閉じない軌道があります。

たとえば、月の出の方位と時刻の一致などをもとに太陽と地球と月の座標が一致する周期は15年以上の期間があります。

軌道は閉じていないと考えるべきでしょう。

軌道の輪がとじないので、角運動量の保存則は成立していない。

なぜなら軌道が閉じるまでの周回の間にさえ差分の増減が角運動量に存在している。

軌道が閉じぬのなら角運動量の変動分のエネルギー差が時々刻々生まれている。

ところで位相空間上の振動子の軌道は摂動による周回と摩擦や空気抵抗からの散逸によって軌道の径が縮まり徐々に軌道の描く囲みの面積を縮小する。

したがって軌道が閉じていない惑星において、系の全エネルギーの量が保存されてはいない。

系のエネルギーは時々刻々差分の増減がある。

保存則は存在しない幻想となるのです。

これをどう考えたらいいのでしょう。

教えてください。