重力で空間が歪むと言いますが、 歪むとは空間自体を引き伸ばしたり、圧縮したりすることではないですよね

重力で空間が歪むと言いますが、

歪むとは空間自体を引き伸ばしたり、圧縮したりすることではないですよね？

重力下だと物が長く見えたりとか短く見えたりとかはしないですよね？(物理的に力で圧縮されることを除いて)

No.2 回答者： puyo3155 回答日時： 2021/02/20 20:47

空間は３次元ですね。

ここに、バケツをおいて、その入口にビニールのシートで、ピンと蓋をします。その平面は２次元ですね。そこに、おもいボールをおいたらどうなりますか？　ボールのまわりが沈みますね。それが、２次元平面の歪みです。２次元平面の歪みは、３次元から見ることができます。

なので３次元空間の歪みは、４次元から見ればわかるのでしょうが、残念ながら、３次元にいるわれわれは、それを視覚的、感覚的に表現することはできません。ではどうするか？？？

さきほどの例で、２次元にいながら、２次元が歪んでいるかを判断することができます。簡単に言えば、そこで３角形を書く。内角の和が１８０度なら、平面は歪んでいない。内角の和が１８０度より小さかったり、大きかったりしたら、その平面は歪んでいることになります。数学的に厳密に定義することができます。

おなじく３次元にいながら、空間の歪みというか、ねじれの度合いを、平面よりは遥かに複雑ですが、座標で表現することができます。それによって、空間の歪みや、ねじれが表現できます。質量があれば、空間が歪み、その数学的に厳密な定義にしたがって、重力が正確に計算できます。

No.1 回答者： aouze_ya 回答日時： 2021/02/17 19:28

＞　歪むとは空間自体を引き伸ばしたり、圧縮したりすることではないですよね？

引き延ばす、圧縮するという言葉の使い方にもよるのでしょうが、わかりやすいイメージでは、延びたり縮んだりするのです。

光が届くまでの時間で2箇所の距離の指標とする場合、重力が強く働くときと、そうではないときとで、2箇所の間で光が届く時間が変わる＝距離が変わるらしいです。
訳分からなくなりますが、東京と大阪の距離って、1kmのメジャーで測ると測り方で変わります。新幹線のレールも曲がってます。　仮に、静岡や愛知の地盤が400mほど隆起しても変わります。　｢真っ平ら｣を想定したいと考えても地球は球形ですし。　地球の半径が縮んだり伸びたりすると、2点間の距離は変わりそうです。

＞　重力下だと物が長く見えたりとか短く見えたりとかはしないですよね？

もしもブラックホールのようなとことがあって、光を周囲から吸い込むと想像して、光線が通る軌道の状況を考えてみてください。
こんなふうにはみえっこないのですが、イメージとしては、光線はカーブしてしまいます。
https://www.kahaku.go.jp/exhibitions/vm/resource …
https://honsuki.jp/pickup/14768.html
そうなると、｢距離は強い重力が働くと変わる｣｢重力が強く働いたり、重力が消えたりすると、その程度･状況によって、距離･長さ･大きさが変わる｣って思わないと、こんがらかります。