重力とはなんでしょうか？

質問

ふと、重力について気になりました。
手元の本を持ち上げ、離すと地面に落ちますが、
ひもで引っ張られたわけでもなく、磁力で引っ張られて
いるわけでもありません。

一体、何故、本は落ちるのでしょうか？
万有引力とは、一体どういう原理の力なのでしょうか？

回答No.5

First_Noel · ベストアンサー

ひもでひっぱるのも，磁力でひっぱるのも，重力でひっぱられるのも，
それらは全て同じように「遠隔に働く力」によるものです．

ひもでモノひっぱると持ち上がるのは，紐とモノの原子・分子の間に
電気的な力が働く（クーロン力）からです．

ほっぺたをたたいていたいのも，手のひらの分子が
ほおの分子を電気的に反発させて押すからです．

従ってまず，「遠隔に働く力が普通のこと」だとの認識が必要です．

次に「なぜ」ですが，
どういう仕組みで落ちるか，は理論物理でいま頑張られているところです，
超弦理論は重力の仕組みを説明する可能性のある理論のひとつです．
でも「なぜそういう力が存在するのか」は，現在の物理の課題にはなりにくいと思います．
しかし重力の仕組みが解明されれば，こういう必然性があって
この程度の大きさの力として現れる重力があるのだ，と説明される可能性もあります．

物理は多くの「なぜそうなるのか」に答えてきましたが，
その都度「なぜそうなるようにそうなるのか」と言う疑問が次々に湧いて来ました，
ひとつずつ進んでいるところだと思います．

重力や電磁気力などがなぜこのような大きさの力で働くのか？については，
それぞれの定数がなぜその大きさになっているか，に関係があります．
これらの力に大きく関与する定数で無次元化したものが「微細構造定数」で，
現在の我々の宇宙の微細構造定数は「うまくできている」ような大きさになります．

それはなぜか？

まだ仮説である理論に基いて書かれたＳＦチックな文章を下記に示しておきます．
壮大な結論が待っていますよ．

http://homepage3.nifty.com/iromono/hardsf/darwinuniv.html
http://homepage3.nifty.com/iromono/hardsf/index.html

参考URL：

http://homepage3.nifty.com/iromono/hardsf/darwinuniv.html,http://homepage3.nifty.com/iromono/hardsf/index.html

お礼

参考URLありがとうございます。
難解な部分もありましたが、タイムパラドックス
などは楽しく読めました。
個人的には、タキオン粒子は実在するのかどうかが
気になりますが・・・。

何故、重力という力が存在するか、というのは、
議論のしようがないかもしれませんね。
何がどうなって、万有引力を実現しているのか、
解明される日を楽しみに待つことにします。
ありがとうございました。

回答No.4

N64

こういう疑問を持つことは、とても重要なことです。
昔、同じ質問を、物理の先生にしたら、あるからあるんだと、しかられました。そのような疑問を持ってはいけないと。でも私はそう思いませんでした。で、私はどうなったかというと、そのことばかり考えていたので、大学受験に失敗し、2年も浪人することになりました。最近は、超弦理論というのもあるそうで、重力のなぞを解こうと、科学者が必死に研究しています。

お礼

ありがとうございます。
私は、自分の住んでいる世界が、いったいどういう
世界なのか、とても気になっています。
（あまり考えすぎると、哲学の世界にも入りますが…）

宇宙は興味深いことだらけですね。
科学者の方には、是非頑張ってもらいたいです。

回答No.3

mota_miho

「何故、本は落ちるのでしょうか？」という疑問には、「万有引力があるからだ」とニュートンは説明するでしょう。

だったら、万有引力とは何なのでしょうか？
万有引力という概念を用いると、自然の現象（例えば、惑星の動き・物体の落下など）が、（一応）うまく説明できます。うまく説明できるので、「2つの物体の間には、万有引力が働いている」ということになりました。それを説明する式が「万有引力の法則の公式」です。

ところで、一般に、物理学などの科学では、いろいろな概念や法則がありますが、それらは、「どのように」を説明します（例えば、万有引力の法則）。しかし、「なぜ」そういう法則があるか？　という質問に答えているわけではありません。

お礼

ありがとうございます。
私の問いかけは、根本的な宇宙の謎に迫っている
のかもしれませんね。
すごく身近なことで、法則もわかっているのに、
何故そういう力があるのかはわからない。
我々が宇宙に存在する上で、絶対に守るべき「ルール」
なのかもしれませんね。
そう考えると、決してルールから逃れられない私達は、
かごの中の小鳥のような気分です。
神になって、宇宙を外から見てみたいです（＾＾；

回答No.2

kuropon

重力は、いまのところ重力子が
物質同士で交換されることで働く力だと聞いたことがあります。

自然界に存在する
4つの力の一つが重力で、
他に、
電磁気力（磁力）、
強い力（すべての素粒子が結びつく力）
弱い力（クォーク、レプトンという素粒子に働く力）
があります。
遠心力や慣性力となどはこれらの力が大元にあるただの法則の力に過ぎません。

４つの力の緩衝により全ての物質が形成されたり破壊されたりしてエネルギーを交換させ現在の有の宇宙があります。

力の違いが素粒子の違いを生み、原子の多様性を生み、
空間を作り、時間を作っていて無が有になり
宇宙を誕生させました。

重力は沢山の物質が集まると大きくなるので、
地球にいる私たちはすいつけられているように見えるだけで、
地球が私たちにくっついているとも言えます。

重力はただの力ではなく、時間と空間を変化させることが出来ます。
重力の重さが無限大に近づけば近づくほど、その重力の中心は時間と空間がゼロです。

物質が沢山集まる、時間がゆっくり流れる、空間がそこに窪みを作る。

もし太陽に住む事が出来るなら、地球で3年経っていても、太陽(大重力)に住んでいる人は2年11ヶ月ぐらいしか時間が進みません。

空間とは物が時間をかけて別な場所に移動した時に初めて生まれる概念で、
空間が曲がったり、歪むというのは、
例えば、地球から太陽に移動する時にかかる時間が小さくなればなるほど、（理論上、光の速さが最大）
光速の100％のスピードに近い速さ移動すると。
空間は一点に集まり、時間はストップし、移動する物質の重力は無限大になります。

おそらく重力子の交換が光速を超えれない為、
重さのエネルギー交換が無限大になり、
光速世界に生きている私たちはその原則を超えれないのでしょう。

光の速度が私たちの時間とエネルギーを司っているため、
無限大になった時点で理論が破綻し、重力は無限大までで終わりだと言えます。
正確に言えば、観測限界点。

ブラックホール(重力無限大)が存在するといわれていますが、
重力の限界、時間の限界、速度の限界を解くカギだと言われております。
光も、４つの力も無限大のエネルギーによって吸いつけられ観測が不可能な為、見る事もできないので、
その空間は不可視な空間としてしか認識できません。
（よって、暗い、黒い）

重力マイナス、光速超え、時間を遡る(過去に行く)
反物質の世界は、ブラックホールの向こうにあると言われていますが。
人間の限界が現在の観測限界点であるためわかりません。

新しい理論を立てても、立証できないのが、今の科学の限界です。
量子力学が進めば重力子（重力）、光子、などがもっと詳しくわかり、重力を操ることが出来る日が来るかもしれません。
重力に反作用する力、反重力がわかれば、
UFOのような飛び方が出来、簡単に宇宙にいく事ができるかもしれませんしね。

まだ人類は憶測まででストップしています。

認識間違っていたらごめんなさい

お礼

私も相対性理論は興味があります。
反重力ができれば、SFの世界が現実のものになりますね。
前になにかのテレビで見ましたが、アルミで作った
三角形を多数くっつけて、巨大な三角形をつくり、
それに大量の電気を流すと、巨大な三角形は、重力を
無視して浮く、という実験を見たことがあります。
（３０センチくらい浮いていました）

その辺にも、重力子の謎を解く手がかりがあるのかも
しれませんね。

回答No.1

nitscape

重力は考え方として「時空のゆがみ」と捉えることが多いと思います。空間や時間がゆがんでいる、ということですがさらによく分からないですよね。

よくたとえられるのは茶碗のようなお椀です。お椀にビー玉を入れると底に落ち着きますよね。質量があるものは全てそれを中心に時空がおわんのようになっています。
質量が大きいほどおわんの曲面がおおきくなっています。地球上で一番質量が大きいものは地球ですので結果として地球上では地球の中心がお椀の中心になり、そこにひきつけられて落ちていくことになります。

なんとなく原理の説明ではなく現象の説明になってしまいましたが、分かりましたか？
ちなみに質問文に「磁力で引っ張られているわけでもありません」とありますが、磁力って何でしょう？決してヒモではないですよね？よくよく考えるとこれも不思議な力です。

お礼

お椀の例はとてもイメージしやすかったです。
ありがとうございました。
考えてみれば、磁力についても「引き合うことは
分かったけど、何故引き合うのか？」という質問に
すれば、そういう性質だから、としか答えようが
ないのかもしれませんね。
何故、引き合うことになっているのか、不思議です。