重力の話と宇宙のファブリック 色々な宇宙の動画を見ていると 球の形をしたマスが格子状の絨毯のようなも

重力の話と宇宙のファブリック

色々な宇宙の動画を見ていると
球の形をしたマスが格子状の絨毯のようなもの の上に置かれるとその絨毯が下の方向へ くぼみます

そうすると くぼんでいないところの格子に比べると くぼんでいる部分の格子は少し長くなります

これは空間がこの部分において広がっているということでしょうか

2つ目の質問は ファブリックという言葉が 具体的に何をさしていますか

No.3 ベストアンサー 回答者： puyo3155 回答日時： 2023/04/23 07:06

＞難しくなってきました

ですね。

＞少し戻って 質量があるとその空間が歪むのはなぜかなと

物理には理由はありませんよ。そう考えるとうまく説明がつく。自然がそうなっている。今のところもっとも確からしい仮説群というだけなのです。

ただ、質量と重力の関係は、一般相対性理論を借りなくても想像はつきます。

①　重力質量と、慣性質量

モノを自由落下させると、軽いものも重いものも、同じように加速されて同時に地面に落ちます。有名な話ですね。中学生でも習います。

これって、よくよく考えると不思議です。

重いもの：重力は大きいが、質量も大きいので加速しにくい。
軽いもの：重力は小さいが、質量も小さいので加速しやすい。

この２つ、つまり重力の大きさと、加速のしやすさが、ぴったり比例しているために、モノが同時に落ちるのです。つまり、重力と質量の間に何らかの比例関係がなければ、こんな偶然ありえないよね・・・って想像がつきます。実際、普段の生活では、ばねばかりで測った重力を、特に理由なく、質量と等価として扱っていますね。

②　重力は、見かけの力

エレベータに閉じ込められているとき、それが自由落下すると、エレベータの中の空間（系）では、重力が打ち消されてゼロになります。つまり重力は簡単に打ち消せるのです。スペースシャトルの無重力はこれです。

逆に、重力がない空間のエレベータを、外から巨人が一定の力をかけて上に引き上げると、エレベータの中では下向きに重力を感じます。つまり重力を作り出すこともできます。スペースステーションはこれで重力を作ります。

このように、重力というのは、空間の動きによって、生じたり打ち消したりできる。きっと、空間の性質からくるものなんだな・・・と想像できます。

そういう背景があって、アインシュタインが、一般相対整理音としてして重力を体系化した。それを端折て言えば、（光の話は混乱するので省略）

・　質量があると空間が歪む
・　歪みに応じて、重力が発生する。

です。なので、それぞれに何故か？を問うても、意味がないのです。自然がそうなっている・・・としか言えないのが、物理の基本です。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます
質量があると空間が歪むメカニズム、歪むと重力が発生するメカニズムを　　学びます

お礼日時：2023/04/23 15:03

No.2 回答者： puyo3155 回答日時： 2023/04/22 20:54

＞今すぐに進んでいるけれど空間が歪んでいることがわかる観測者から見ると まっすぐでなくて曲がって進んでいるという意味ですかね

ちょっと違うかな。比喩と現実は、次元が１つずれているので。つまり、3次元の歪みは、我々には感覚的に理解することはできないのです。だらから、２次元の比喩を使います。３次元にいる我々からは２次元の歪みが、感覚的にわかるからです。

とろが、２次元にいても、２次元の歪みがわかる方法があります。簡単に言えば、三角形を書いて、内角の和が１８０度なら歪みなし。それ以上やそれ以下なら、２次元平面が歪んでいることがわかります。

同じように、３次元にいても、３次元の歪みを数学的に表現することができます。はるかに三角形の内角の和よりは、複雑ですが、発想は同じです。そして、その度合により、重力が決まる。その定義された歪みにそって、光は進むのです。

この回答へのお礼

難しくなってきました

少し戻って 質量があるとその空間が歪むのはなぜかなと

お礼日時：2023/04/22 22:48

No.1 回答者： puyo3155 回答日時： 2023/04/20 10:57

これは一般相対性理論による、空間の歪みや重力が発生する仕組みの、比喩です。

一般相対性理論では

・　質量があると空間が歪む
・　歪みに応じて、重力が発生する。
・　歪みに応じて、光は進む。（が、まわりからは曲がるように見える）

などがわかります。ところが、空間が３次元の場合、その歪みは視覚的によくわかりません。なので次元を落として比喩しているのです。

つまり空間を２次元の絨毯に見立て、それが球（の質量）によって歪められた様子を図示、３次元にいるわれわれは、歪みの様子がはっきりとわかり、実際に、物があれば球に吸いよせられそう、光も空間をまっすぐ進むが結果として曲がりそう・・・と想像できる、ってことです。

ファブリックが、時空の比喩ってことですね。

この回答へのお礼

ありがとうございます

今すぐに進んでいるけれども
空間が歪んでいることがわかる観測者から見ると まっすぐでなくて曲がって進んでいるという意味ですかね

質量があると空間が曲がるというようなあたりが理解できなかったですが 自分で調べます

お礼日時：2023/04/22 20:18