重力は力か？

Einstein氏はかつて「物体は重力という力によって軌道を曲げられるのではない。空間の歪みに沿って直進運動しているのだ」という意味のことを言ったそうです。この場合、直進運動とは等速度運動のことでしょう。つまり物体にしてみれば、重力場内で自由落下しているとき、力を受けて加速度運動しているわけではないことになる。とすると、物体が荷電粒子の場合、電磁波輻射は起こさないことになりますが、本当にそうか？と疑いを抱いています。というのも、重力が時空の曲がりであり、力ではないとすると、どうして、物体は自由落下するのか？時空間の曲がりということで重力の作用が説明され尽くしているのなら、その曲がりに沿って物体を重力場源に引き寄せている作用は何だろうか？と疑問が湧くのです。重力場の曲がりにそっと物体を置けば、もう、物体を改めて重力場源に引き寄せる力はないということになると思えてしまうからです。逆に、力が働いて加速度運動しているのなら、荷電粒子から電磁波輻射はあることになりますが…。力でないとして説明しようとするとどうなるのか？
まず考えたのは、自然はエネルギーが低くなる方向に変化するということから、物体は重力による位置エネルギーが低くなる方向へ、つまり重力場源の方へ移動＝落下するのでは？ということでしたが、力学的エネルギーからして、減った位置エネルギーは運動エネルギーに変わっただけであり、エネルギー総量は変化していないし、位置エネルギーが低くなる方が運動エネルギーより優先されるというのも何か納得できないのです。次に考えたのは、潮汐力が働くからではないか？ということでした。物体が大きさを持つ場合、重力場源に近い側と遠い側ができる。そして、重力場の空間の歪みは源に近い側の方が大きいため、その歪みの差によって潮汐力が作用し、引き寄せられる加速度運動をするのではないかというわけです。しかし、これも、一般相対論の等価原理からしておかしいと思える。というのも、重力は局所的に加速度運動における慣性力と区別ができない、と等価原理を理解しているのですが、局所的という条件は、潮汐力を無視できるようにということからでしょう？それなのに、潮汐力を持ち出すのはどうか？ということです。
そして、そこまで考えて、重力と慣性力の等価性にも疑問が起きてきました。慣性力には反作用がないということですが、物体同士が重力を及ぼし合っている系には作用反作用がある。これはどういうことか？局所的という条件によって、その局所より広くスケールをとった場合に反作用が表れている場合は別に問題ではないということなのでしょうか？
恐らく、一般相対論を素直に受け入れて、重力場方程式を解く限り、このような疑問は起きないのかもしれません。定量的にでなく、下手に定性的に言葉の上で考えるから疑問を感じてしまうのでしょうが、考えるほど、縺れに縺れた糸のように思考が混乱してしまいます。果たして、重力は力なのか？

No.1 回答者： tsumina 回答日時： 2023/09/30 21:26

＞恐らく、一般相対論を素直に受け入れて、重力場方程式を解く限り、このような疑問は起きないのかもしれません。

定量的にでなく、下手に定性的に言葉の上で考えるから疑問を感じてしまうのでしょうが、

そのとおりです。いい加減な日常語での考察は無意味です。

問いかけと、自己完結が入り乱れて、複数の文章から、何が聞きたいのかもわかりません。

一般相対性理論とは、

質量があれば空間がゆがみ、空間の歪みに応じて生じる見かけの力が重力である。そして、光は歪んだ空間を、その歪みなりに最短距離で進む・・・と言っているだけです。

まず、質問を分離してください。複合質問は禁止です。