2つの物が同じ空間を共有して存在できますか？

質問

2つの物が同じ空間を共有して存在できますか？

例）
同じ大きさのゴルフボールが２つあったとします。
ゴルフボールが占める空間部分Aがあります。
その空間部分Aに、１つ目のゴルフボールと2つ目のゴルフボールを同時に入れ、存在する（させる）ことが（は）できますか？

できる場合、なぜできるのでしょう？
できない場合、なぜできないのでしょう？

回答No.6

chiha2525

物理学的には答えづらいところでしょうか。
なぜ出来るのか、なぜ出来ないのか、これは物理学で答えが出せるのではなく、世の中がそうなっていたから、というのが答えになってしまいます。

同じ空間を共有できる粒子をボーズ粒子、できない粒子をフェルミ粒子と言います。
ボーズ粒子の代表は光子です。他にもウィークボゾン、グルーオン、重力子という自然界の４つの力を伝達しているものがこれです。
フェルミ粒子は、電子やクォーク、ニュートリノなどです。

フェルミ粒子も２つがペアになるとボーズ粒子のように振舞うことがあると考えられ（ただし同じ空間を共有するわけではない）、それが超流動や超伝導という現象と考えられています。

お礼

フェルミ粒子も２つがペアになるとボーズ粒子のように振舞うことがあると考えられ（ただし同じ空間を共有するわけではない）、それが超流動や超伝導という現象と考えられているんですね。

参考にします。

回答No.5

noname#175206

なんと申し上げて良いのか迷いますが、固体についていえば、原則としてできない、と答えるべきでしょう。

　そうでないと、安心して地球上に住んでいられません。もし、ゴルフボールに別のゴルフボールを押しつけて、簡単に一つのゴルフボールに収まってしまうなら（質量は2倍ですね）、ビルも家も、いつぺっちゃんこになるか分かった物ではなく、地球自体ですら、するすると収縮してしまうでしょう。

　確かに、原子を見れば、小さな原子核の周りを大きさのない電子が取り巻いていて、すかすかかじゃないのか、と問われれば、まあある意味すかすかです、と答えるしかありません。もし、ある瞬間の原子核の写真を写すことができたら、原子核だけが見えるか、うまく行けば、電子が動いている軌跡が写るかもしれません。確かに、すかすかです。

　もちろん、固体では原子が＊＊結合などと称して、構造を持っています。原子が集まった分子も同様です。しかし、柱で支えているわけじゃなし、押せばつぶれてもおかしくないような感じです。

　しかし、柔らかい物は押せば変形はしますが、粘土のような物だと体積自体は変わらないし、スポンジの場合のようだと、さらに中の空洞がつぶれるだけです。そういう粘土やスポンジですら、固体部分が逃げなければ、そこに別の個体を押し込むことはできません。ましてや、コンクリートや鉄などは不可能なことは自明です（だから、高層ビルでも安心していられます）。

　ミクロではすかすかなのに、これはなぜなのか。実は電子に秘密があります。電子は大きさを持ちませんが（体積0）、量子力学が発見したことは、電子は観測していないときは「確率的に分布」しているのです。
　高校の化学の教科書の最初のカラーページに、原子のイラストが描いてあることがあります。本文では、原子核の周りに円周上に配置されている電子のイラストですけど、最初のほうのカラーページは、実に奇妙な形の原子が描いてあります。実は、その形が確率的に分布している結果、雲のようになっている電子なのです。

　雲のように分布しているのですから、その電子の雲は体積があります。つまり大きさがあります。原子核よりずっと大きい雲です。この電子の雲の中には、別の電子は入ろうとしても入れません。別の電子、それは隣接した原子の電子です。その電子も雲のようになっています。
　こうして、原子核よりずっと大きい電子の雲同士が押し合いへし合いしていて、実はすかすかなどではないのです。びっしり隙間なく詰まっています。だから、固体同士を押し付けても、固体が融合するかのように一つの場所を共有したりできないのです。
　この電子の雲が、別の電子の雲の侵入をはねのける圧力を、電子の縮退圧と呼んでいます。

　以上が普通はそうなっている、という話です。これは、太陽が核融合する燃料を使い果たし、鉄の塊となって強い重力で原子が押し合いへし合いしても、電子の縮退圧は、これに耐えることができます。それほど強い力です。

　でも、太陽よりもっともっと大きな星が、同じように潰れて行ったとしたら。ある質量以上の恒星は、燃料を使い果たして収縮していくと、電子の縮退圧でも支えきれないほどになります。電子は陽子に押し込まれ、中性子になります。既にある中性子を含めて、全て中性子だけになり、中性子だけでできた星になります。中性子星といいます。
　中性子星は、今度は電子のように雲ではないですが、中性子の硬さによって、それ以上に潰れることがありません。これを、中性子の縮退圧といいます。

　さらにもっともっと大きな恒星がつぶれて行ったら、中性子の縮退圧でも支えきれなくなり、今度こそ際限なく潰れて行きます。古典理論的に言えば（量子力学を考えないということ）、最後には有限の質量で大きさがゼロ、密度が無限大の大きさのない点になります。これを、重力崩壊と呼んでいます。こうしてできるたがブラックホールです。

お礼

あまりにも身の回りに多くあり、ありふれてしまっている、固体の真実を知りたいです。
たしかに、安心して地球上に住んでいられなくなってしまいますね。
しかし、人類が現れてこの方、そういう状態が当たり前すぎて・・・でもこの裏に真実があると思いません？
すかすかの隙間に入るという存在でも重なれますね。
さらに、すかすかでない部分の原子核やそれを構成する陽子・中性子さらにクォーク部分そのものの占める空間を他の構成物質と共に同時同位置に存在することが今の段階では難しい、その理由を知りたく思いましてね。
粘土やスポンジですら、固体部分が逃げなければ、そこに別の個体を押し込むことはできず、まして、コンクリートや鉄などは不可能なこととして自明となっております現在です。知りたく思いますのはここに隠される秘密です。
この部分です。

電子の雲の押し合いへし合いで、別の電子の雲の侵入をはねのける圧力起源はクーロン力でしょうか？
それとも、電子の縮退圧の起源は別の力を起源とする力なのでしょうか？

中性子星の中性子の縮退圧の起源は強い力でしょうか？
それとも、中性子の縮退圧の起源は別の力を起源とする力なのでしょうか？

＞有限の質量で大きさがゼロ、密度が無限大の大きさのない点になります。これを、重力崩壊と呼んでいます。こうしてできるたがブラックホールです。

これについてはもう少し考えてみます。

大きさがゼロという感覚が掴みにくいですが、考えて見ます。

回答No.4

el156

同じ場所に複数のものが時分割して存在することは当然できますが、同じ時間、同じ場所に存在する物は「ひとつのもの」と言うべきだと思います。こういったことを考えるには、２つの物、同じ空間、同時、共有、といった一つ一つの言葉の意味を限りなく厳密に考えて行く必要があると思います。

お礼

そのとおりですね。

回答No.3

nerimaok

トンネル効果という奴で「可能性」はあります。
あくまでも「可能性」ですけど。

お礼

これ面白いですね。
粒子の真実を解く鍵になりそうです。

回答No.2

tac351115

理論的には出来ます。分子や原子の隙間がスカスカにあいているからです。
　しかし、実際には超強力な力が必要なので現在の技術では不可能です。また、将来、技術が進歩して仮にできたとしても、２つのボールは分子・原子レベルで結合してしまい、再び２個に分離することは難しいでしょうね。

理論的に出来そうということは、中性子星が原子の隙間がつぶれてなくなり、中性子が隙間なく詰まっていることから想像出来ますね。
また、ブラックホールは小さい容積の中に物質が折り重なって存在しています。中を見ることは出来ませんが・・・

お礼

分子や原子中は隙間がスカスカにあいていますね。
実際には超強力な力が必要なのは何故なのでしょう。
”隙間に入ることができないこと”の理由は何なんでしょう？

もう一つ。
隙間部分で無く、そのものの実質部分、つまり、仮に原子核部分が占める空間に、同時同位置にて別の原子核が存在することができないわけも知りたいです。

中性子星につきまして、やはりその中性子に中性子が重なって存在すること、これが実現できるのかどうか。

ブラックホールは小さい容積の中に物質が折り重なって存在しているということですが、折り重なるとはどういう状態ですか？

回答No.1

Mokuzo100nenn

卵の殻と卵の身という2つの物が同じ空間を共有して存在することができます。

お礼

同じ大きさの卵の殻があったとします。
その殻のある部分に、全く同じ大きさの別の卵の殻が、重なったように介在することができるでしょうか。

始めの質問、上手く表現できてなくて済みません。