万有引力

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質問者：5ji55fun
質問日時：2005/10/23 17:32
回答数：4件

どうして万有引力があると思いますか。
その根本的なメカニズムについておしえてください。
あなただけの独特の持論でも構いません

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回答 (4件)

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No.4

回答者： dahho
回答日時：2005/10/24 03:35

まず、万有引力はニュートン力学的な用語です。

相対論や素粒子論では重力でOKです。
ちなみに一般相対論の考えでは遠心力や慣性力（急ブレーキをかけたとき人が前に押される力）も重力の一種です。この考え方を等価原理といいます。

#2が古典物理学的な回答です。一般相対論では重力は時空の歪です。（ちなみに静電気や磁力は電磁場の歪）重力の働いているところでは、時間の進みが遅くなり、空間も縮んでいます。

素粒子論では、重力は重力子（重力波を量子化したもの）が物質と物質の間を行き来して力になります。
（ちなみに静電気や磁力は電磁波の量子化である光子が行き来しています。）
ただし重力子はまだ理論上のもので、まだ実験で発見されてはいません。

その重力子がどうゆう構造になっているか、考えるのが#1の超ひも理論ですが、まだアイデアだけなので賛否両論があるようです。

#3が哲学的、歴史的な見方かもしれません。そこにあるからあるんだということになるでしょうか。物理学で言うものは全て数学モデルに過ぎないということも出来ます。

実際に実用上はニュートンの万有引力も間違ってはいないわけです。人工衛星はニュートン力学で計算されて十分飛んでいるわけで、わざわざ相対論で計算する人はいません。ただ、万有引力→一般相対論→素粒子論→超ひも、と進むほど誤差が少なくなっていくわけです。

数学的にはそうなのですが、問題はそれをどう解釈するかということです。「なぜ」という疑問を突き詰めていってもきりは無く、究極の答えはないと思います。そこで、物理学では数学的に記述して誤差をつめいていくそれぞれの段階で、それぞれの理論を無理なく説明できる解釈をそれぞれ考えているのだと思います。そしてそれぞれの段階で正しいと証明する為の実験を行っているのだと思います。

例えば、ニュートン力学では質量を持った物質の間には力が働く（と仮定）。⇒キャベンディッシュが重りと重りの間に働く力を測定した。

相対論では質量やエネルギーが時空を歪ませる。⇒太陽の付近をかすめる光が曲がる重力レンズの観測。

素粒子論の重力波（重力子）。⇒重力波の測定の実験（まだ発見されず。）

この考えでいけば、静電気も、磁力も、どうしてあるのかは、分かっていません。静電気は＋と－が引き合うからという説明は、重力は質量を持ったもの同士が引き合うからという説明とおなじわけです。

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この回答へのお礼

これから開拓される課題なんですね。

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お礼日時：2005/10/24 18:41

No.3

回答者： kobarero
回答日時：2005/10/23 21:05

以下は、一般的には正しい考え方ではないと思いますが、持論です。

(1)一般に物理現象を説明する方法として、人間は、数学モデルを使うようになりました。数学モデル上の現象が、実際の物理現象と同じ性質を示した場合、その数学モデルは、物理現象を正しく説明していると考えることにしました。

(2)「万有引力」についても、天体の運動や、物体の運動などの物理現象を説明するために、数学モデルを考える過程で、その数学モデル上で「仮想的」に考え出されたものです。従って、「万有引力」は、実際の物理的世界に実在しているものではないと思います。あくまで、数学モデル上の要素です。

(3)その数学モデルは、当初のニュートンの万有引力モデルから、アインシュタインの一般相対性理論に進化し、さらに、超ひも理論へと発展しています。従って、将来的に「万有引力」要素を数学モデル上に仮定するのが適当かどうかはわかりません。恐らく、「万有引力」を想定しない説明モデルになるのだと思います。何れにしても、常に数学モデル上での話ですから、実際の物理的世界そのものが、どういうものかは、全くわからないと思います。コンピュータ・ゲームの攻略本で、コンピュータ・ゲームの現象の説明ができたとしても、その攻略本とコンピュータ・ゲームのプログラム・コードとは、全く別のものであるのと同じことだと思います。