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重力と時間というのは、関連してるのですか?

教えて!goo グレード

A 回答 (2件)

引力とは物体と物体が引き合う力、重力は引力に遠心力が加わった力です。

中心に向かって引きつけられる引力に対し、遠心力は中心から遠ざかろうとします。

たとえば水の入ったバケツを振り回した時に、バケツが逆さまになっても水がこぼれないのは、水にかかる重力よりも遠心力の方が勝っているためです。

では、地球の周りを回っている月はなぜ地球に落ちてこないのか、疑問に思ったことはありませんか?まずはボールを地面と水平方向に投げた時のことを想像してみましょう。投げられたボールは、ある程度の距離を飛んだら地面に落ちます。では、ボールを投げるスピードをとても速くしてみたらどうでしょうか?ボールは長い距離を飛び、ずっと先で地面に落ちます。

地球は丸いです。遠くから見ると、地面も曲がっています。もしボールが地面に落ちるよりも前に、地球の地面が曲がっていたらどうなるでしょう?ボールは落ちても地面につくことはありません。

実は月も同じことです。月は地球に向かって「落ち続けている」ものの、地球にぶつかることはありません。このような運動を「円運動」といいます。円運動をする物体は、円の中心に向かって力を受けており、地球の場合はこれが「重力」にあたります。つまり月は、地球の重力を受け、地球に落ち続けているものの、ぶつかることはなく地球の周りを回っているのです。


重力と時間の関係性
2つの関係性を理解するために、重力を「ボール」、時間を「トランポリン」にたとえてみましょう。

トランポリンの上にボールを置くと、トランポリンの表面は歪みます。その歪みはボールが重ければ重いほど大きくなります。

では、トランポリンのある地点とある地点を結び、表面をたどって端から端まで光が通過するのに1秒かかるとします。ボールがある状態だとトランポリンの歪んだ表面をたどって端から端まで行かなければいけません。

端から端までを1秒としているので、ボールが存在する場合の1秒は存在しない場合の1秒よりも遅くなります。つまり重力のある方が時間が遅くなるのです。

このような現象を「時空の歪み」といい、重力がある方が時間が遅くなり、また重力が強ければ強いほど時間が遅くなることを相対性理論では説明しています。具体的には、無重力空間よりも重力のある地球の方が、1秒につき約100億分の7秒間遅れているといわれているのです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
月は地球に向かって落ち続けているのですか。
重力があるほうが時間はながくなるのですね。
勉強になりました!

お礼日時:2022/03/02 22:08

はい。

関係しています。
重力が大きい程、時間進みが遅れます。

GPS衛星は位置情報の他、基準時間も提供しています。
地表に対する高速移動は時間遅れを生じ、
地球から遠いことでの重力減による時間の進みを生じます。
地上の受信設備は、この時間のずれを補正しています。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
あ、関連してるのですね!
時間が結晶化したものが重力なのかな。

お礼日時:2022/03/02 16:43

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