引力について教えてください。

Question

引力は物の質量の大きさによって決まりますよね。
物の質量が変わらなければ引力の大きさも変わらないと思うんですが、この引力の力はどこからどのように発生しているんですか？

この力がだんだん弱くなっていかないのが最近不思議に思えてきました。

誰か簡単な言葉で教えてもらえないでしょうか。

seyber · Accepted Answer

こんにちは。
布団の上に砲丸を置きます。
これが重力のモデルです。

砲丸の周囲は滑り台のようになり、パチンコ玉は砲丸に吸い寄せられます。

布団は空間であり、砲丸は恒星です。
空間座標を恒星の質量がゆがませた結果重力が発生します。

空間がある限り（布団のある限り）
質量のある限り（砲丸のある限り）
重力はあり続けます。（滑り台は残ります）

mmky · Answer

参考程度に
引力発生の問題はニュートン先生も解きませんでしたね。アインシュタイン先生は、巨大質量の存在下での空間の歪みで説明しようとしました、しかし何故、何にも無かった空間に何故か微小質量が集まって巨大な質量になったのということには言及していませんね。つまりお二人の物理界の巨人でさえ結果でしか説明していないのです。原因までは追求してませんね。
或いは、原因は計算するものではないのかもしれませんね。つまり、有るものはあり無いものは無いということですね。と考えれば、減衰も無いのですね。

satoumasaru · Answer

> 物の質量が変わらなければ引力の大きさも変わらないと思うんですが、この
> 引力の力はどこからどのように発生しているんですか？
> この力がだんだん弱くなっていかないのが最近不思議に思えてきました。

そうですね、なんだか納得できないですよねえ。
でも、次のことを考えて下さい。光の速さは秒速３０万キロメートルですよね。ものすごい速さです。それだけ早く走っているんだったら、そのうちに遅くなると思いませんか？ところが、光速度はどこでも一定なんですよね。なんだか騙されているようでスッキリしないですよね。

また電気の基礎単位は決まっています。電子のもっているマイナスの電気と陽子のもっているプラスの電気、これはもうきまっていますが、ずっとずっと宇宙の最初からもっていたのですから、弱くなってしかるべきですよね。何億年もたっていますものね。

このように、いつまでたっても大きさが変わらないのは物理定数と呼ばれています。真空中の光速、素電荷、アボガドロ定数等は宇宙が始まって以来、変わらない数値なのです。万有引力の定数Ｇもこのような物理定数のひとつなんです。

ただ、Ｇについては、時間により変化するのではないかという説はだされていますが、現在の測定技術の範囲では変化すると言うことは見いだされていません。

なぜ、時間は一方通行なのか？　なぜ、世界が４次元時空なのか？　疑問はつきません。重力定数についても、なんで変わらないの？といわれても、私たちの宇宙はそのような宇宙なのだと達観するよりしょうがなさそうですね。

seyber · Answer

＞反重力物質（重力に反発する物質）が存在するというのも駄目です。
フレミングの左手使うと問題解決するよん。＾＾

shiara · Answer

質問者の方を無視して心苦しいのですが、私の回答に多少補足説明を加えます。
　曲がった空間と見なすこともできる、というのは、実質的に空間が曲がっていると考えても差し支えない、という意味です。決して、空間はまっすぐだと言っている訳ではありません。空間が曲がっているとは、力が働かなくても運動の方向が曲がってしまう空間です。空間が曲がっているかどうかを調べるために、例えば光を通してみて、何も力が働いていないにもかかわらず光が曲がったとすれば、その空間は曲がっていることになります。重力場では光は曲がりますから、重力を力と考えなければ、まさに空間は曲がっていると言える訳です。ただし、このような考え方は、現象を記述することはできますが、重力の原因までは説明できません。
　なお、重力を空間の曲がりとする見方が成立するためには、全ての物質が重力相互作用をするという前提が必要となります。もし重力と作用しない物質があると、それは重力場中をまっすぐに進むことになります。これでは、空間が曲がっているということは言えなくなります。同じ理由で、反重力物質（重力に反発する物質）が存在するというのも駄目です。

apple-man · Answer

>高校で習ってからもう20年以上経つんですが急に疑問に思ってしまったんですよね。
 
 今からでも遅くありません。
社会人大学生か大学院生になって
理論物理学の研究して下さい。（笑）

　今、この分野丁度面白い時期に
差し掛かってます。

＞この引力の力はどこからどのように発生しているんですか？

　今のところ重力の発生メカニズムは不明です。

ただ重力の大きさを表す法則、式、モデルと
いうのがあるわけで、学校ではそれを
やります。そのあたりが他の方の回答
に出てるわけです。

　例えば磁力の場合、物質内部の電子の運動で
説明できます。電子の回転が、電流と同じで
地場を発生させる。だから複数ある電子の
回転方向が熱、つまり原子の振動の影響で
乱されてくると、面に出てくる磁力は弱く
なります。

　同様に重力の発生メカニズムは？と考えても
答えは今のところありません。


　No.1nの方が挙げられている距離の２乗に
反比例するという法則ですが、これはあくまで
法則で、力が働くとそうゆう傾向にあると
言ってるに過ぎません。

　これを自動車のスピードに例えると、
アクセルを１まで踏むとスピードが時速１０ｋｍ
になる、２まで踏み込むと時速１００ｋｍ
になるという傾向、法則を式で表して
いるだけで、どうして自動車は動くんですかという
答えにはなっていないわけです。

　他ご回答で出てきているアインシュタインの
相対性理論に出てくる空間の歪みというのは、
磁石の周りにできる砂鉄の模様（小学校とか
でやったと思いますが）から想像して
公式化したものです。

　電磁石の上に紙を置いて、その上に砂鉄を
まき、電流を変えて磁力を変化させると
砂鉄の模様が変化します。これを砂鉄が
動いたのではなく、空間の歪みが変動した
と考えた人たちがいたんです。
　このような発想から、１９世紀に数学者
リーマンは空間の歪みを表す数学的理論を
確立しましたが、これを物理現象をつなげて
うまく説明できませんでした。これに
成功したのがアインシュタインでした。
　ですから、相対性理論の本を見ると
リーマン幾何学というのが出てきますが、
おおもとは砂鉄の模様の変化からの単なる
想像なんです。

＞この力がだんだん弱くなっていかないのが最近不思議に思えてきました。

　結論は出ていないことですが、重力というのは
どうも我々の住んでいる宇宙の存在そのもので、
この宇宙空間の外と大きく関係した力ではないかと
理論的に予想され始めています。
　
　重力がなぜなくならないのかという問いは、
海の波はどうしてなくならないかという問いに
似ているのだと思います。発生原因が
身近にはないんです。そして物質も
重力の形が変わったものと予想されていて
本質は同じだということみたいです。
ですから物質が時間とともに消滅しないように
重力も消滅しない。
　
　磁力は例えて言うなら、人間が
人工的に起こした海の波など
発生要因が身近なもので、
その力が維持される仕組みは自然には
存在しないんです。


　力（空間）と物質が同等であるということは
超弦理論などで理論的に予想されて
いることで、重力がこの宇宙の外と
関係したものであることは、テバトロンといた
加速器での証明実験が試みられています。

seyber · Answer

＃３さん、
御教授ありがとうございます。
これは中々な説だと関心しております。＾＾

んでだ。＾＾
フレミング右手の法則の電、磁、力を、それぞれ、
重力、質量、歪み軸に変えて下さい。

先のモデルの
空間の最も歪んだ方向（重力方向）に中指を立て、
パチンコ玉の終着点に親指を向ける。（重力）
人指し指は質量ですから絶対軸になります。＾＾；

不思議と重力方向、空間の歪み方向は一致し、パチンコ玉の進行方向と一致します。（笑
もち、地球の重力無しで進みます。
（たまたま一致しただけかもね）＾０＾

それと、どこかの指に重力子が入るかもね。＾＾

大統一理論にも詳しいようなので、
電磁場と重力は、元は一緒なら、
このフレミングの法則に近い所で案外証明されちゃうかもしんないよ。＾＾
（証明やってみて＾＾）

それと、空間歪んでるかもしんないから、
アインシュタインの理論はあまり否定しない方がいいかもよ。＾＾

おやすみ。＾＾

shiara · Answer

重力が何ものであるかは、よく分かっておりません。なぜ、引力が働くのか、どのように発生しているのか、まったく謎です。
　ニュートンの万有引力の法則は、力の強さを示しているだけで、その理由を説明するものではありません。重力を空間のゆがみとして捉えるのは、視覚的にも理解しやすく魅力的ではありますが、本質的な回答を与えるものではありません。なぜなら、時空のゆがみを生じるメカニズムが説明できないからです。むしろ、重力によって運動が曲げられることを、曲がった時空の中の自由運動と見なすこともできる、という理解にとどめておく方が良いと思います。
　より本質的な説明と考えられるのは、電磁力からの類推で、力を伝達する粒子（重力子）が存在する、というものです。重力子が存在するとすれば、計量テンソルｇμνを量子化したものと考えられますが、いまだ重力場の量子化には成功しておりませんので、確かなことは分かっておりません。
　重力の強さが変わることがあるかどうかですが、統一場理論では、変わると考えているようです。統一場理論の狙いは、電磁力や重力などの力は、元々は1つの力で、それが4つの力に分かれていった、と考えて、それらの力を統一的に説明しようとするものです。宇宙誕生の直後のような大きなエネルギーに満たされた状態では、重力も電磁力も同じ大きさだったと考えております。
　これが正しいかどうかは分かっていませんが、少なくとも人間が観測できるようなレベルでは、重力の強さが変わるようなことは観測されていないようです。

12m24 · Answer

地球上でも宇宙空間でも考え方が変わらないのが、万有引力です。
　万有引力Fは、
　　　　　F=G(m1×m2)/r^2　G:万有引力定数　m1, m2:互いの質量　r:物体（の重心）間の距離
　で与えられています。つまり、万有引力を考える物体の質量と距離が変わらなければ、ずっと同じ引力が働いているのです。
　基本的に質量は変わりませんし、地球上で考える場合でも、その物体の距離はほとんど変化しないものとできますので、ずっと同じ引力が働いていると考えられます。

引力について教えてください。

こんにちは。

参考程度に

> 物の質量が変わらなければ引力の大きさも変わらないと思うんですが、この

＞反重力物質（重力に反発する物質）が存在するというのも駄目です。

質問者の方を無視して心苦しいのですが、私の回答に多少補足説明を加えます。

>高校で習ってからもう20年以上経つんですが急に疑問に思ってしまったんですよね。

＃３さん、

重力が何ものであるかは、よく分かっておりません。

地球上でも宇宙空間でも考え方が変わらないのが、万有引力です。

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