なぜ重力は私たちを上にではなく下に引っ張るのですか?

なぜ重力は私たちを上にではなく下に引っ張るのですか?

重力は、質量またはエネルギーを持つ物体が互いに引き付けられる理由です。 リンゴが地球に落ちたり、惑星が星の周りを回ったりするのはこのためです。

磁石はある種の金属を引き付けますが、他の金属を押しのけることもあります。 では、どうやって重力を感じるのでしょうか？

1915 年、アルバート アインシュタインは一般相対性理論を発表し、その答えを発見しました。 重力があなたを地球に引き寄せる理由は、地球のような質量を持つすべての物体が、時空と呼ばれる宇宙の構造を実際に曲げたり曲げたりしているためです。 この曲がりが重力の感じ方です。

時空とは何ですか？

複雑な重力の世界に入る前に、時空を理解する必要があります。

時空とはまさにその名の通り、長さ、幅、高さという空間の 3 次元と 4 番目の次元である時間の組み合わせです。 アインシュタインは、優れた数学を使用して、宇宙に物理法則が働いていることを初めて認識した人でした。 空間と時間が融合する。

これが意味するのは、空間と時間には関連性があるということです。空間を非常に速く移動すると、ゆっくりと移動する人に比べて時間の進みが遅くなります。 これが、宇宙飛行士が宇宙空間を非常に素早く移動する理由です。 彼らは地球上の人々よりも少しだけ老化が遅い。

地球は時空を曲げ、地球から遠ざかるのではなく地球に向かって落下します。 クレジット: Tokamak / Wikimedia Commons、CC BY-SA

重力丘を作るのではなく、重力井戸を作るのは材料です

重力とは、時空が曲がって湾曲しているため、宇宙内の物体は互いに引き付けられるという考えであることを思い出してください。 アインシュタインが一般相対性理論を思いついたとき、彼は宇宙のすべての物体が時空を曲げることができることを示しました。物理学の用語では、物体は質量とエネルギーです。

あなたの心は通常、世界を 3 次元で考えるため、時空の 4 次元を 1 つの概念として考えるのは非常に困難です。 イメージしやすいように、トランポリンの表面を想像してください。 何もなければ平らです。 しかし、トランポリンの上に立つと、中央に立つと足元から谷ができてしまいます。 トランポリンの上にボールがあると足元に向かって転がっていきます。

重力は、トランポリンの上に立っている場合に物体が足元に向かって転がるのと同じように機能します。

これは、時空がどのように機能するかを示す 2 次元の例です。 あなたの質量はトランポリンを引き伸ばし、ボールが転がるいわゆる重力井戸を作成します。 これは、地球などの重い物体の重力が、あなたや私のような物体をそこに引き寄せる仕組みと非常によく似ています。

さらに奇妙なことに、空間と時間はつながっているので、 重量物のため時間も延長！

映画「インターステラー」では、登場人物たちは近くの惑星に行きます。 ブラックホール彼らはそこにいる間、他の人よりもゆっくりと老化します。

体重が重いほど、トランポリンの側面はより急になります。 太陽やブラックホールなど、宇宙にある本当に巨大な物体が地球よりも強い重力を持っているのはこのためです。

では、なぜ重力はあなたを押しのけるのではなく、下に引っ張るのでしょう?

誰かがトランポリンの下に入り、トランポリンを押し上げたと想像してください。 ボールが転がっていきます！ これは重力井戸ではなく、重力丘になります。 科学者の知る限り、物質または物体は常に重力の丘を作るのではなく、重力の井戸を作ります。 科学者は、宇宙への重力押しの原因となるような珍しい物質やエネルギーでできた物体を想像することはできますが、これまでのところ、地球から重力押しを引き起こす可能性のあるものは誰も発見していません。

オクラホマ州立大学物理学准教授マリオ・ボロンダ著。

に最初に掲載された記事を改​​作したもの 会話。