地球の引力の正体

Question

地球の自転のために遠心力が働き、地球の中心から外側へ引っ張られる力が働くはずなのに、なぜその反対の重力のほうが勝っているのでしょうか。引力の正体とは何でしょうか？

sinobu_wednesday · Accepted Answer

地球の重力、とは、地球の持つ万有引力と、遠心力の合計になります。しかし地球の場合、万有引力と遠心力では万有引力の方が遙かに大きいですので、遠心力の最も大きい赤道上であっても物は下に落下します。だいたい、赤道上で「万有引力」に対し「遠心力」は2%程度しか作用しません。北極・南極では遠心力はゼロですので、万有引力だけが働きます。

さて、この万有引力ですが、これの正体とは非常に難しいです。少なくとも遠心力などと違い、「なぜ万有引力があるの？」という質問には答えることが出来ません。

宇宙には、人間が発見している限りにおいて、4つの基本的な力があります。「重力」「電磁気力」「弱い力」「強い力」と呼ばれます。

「重力」とは、質量がある物質同士が引き合う現象を説明するために考えられた概念です。「重力があるから物と物が引き合う」のではなく、正しくは「物と物が引き合うことを説明するために重力という概念が導かれた」のです。重力を説明するために、人類は重力子というものを考え出しました。重力子は質量がない粒子で、この重力子が重力の働くすべての物質の間を相互に飛び交い、その重力子の働きにより物と物は引かれあう、とする考え方です。

「電磁気力」とは、電気を帯びた物質同士が引き合ったり、反発しあったりする現象を説明するために考えられた概念です。磁石のN極とS極の間に働く力も電気の力で説明できるので、電気の力と磁気の力は統合されて電磁気力と呼ばれます。電磁気力を伝えるのは光子、つまり光を説明するために用いられた粒子の概念です。光子により、電磁気力は伝えられて、その結果として電気を帯びた物は引かれあったり反発しあったりするのです。

「弱い力」は、素粒子（陽子・電子・中性子）を構成する最小単位であるクォークやレプトンの間に働く力です。W粒子、Z粒子と呼ばれるゲージ粒子（質量がゼロの粒子で、光子などがこの仲間になります）がクォークの間を飛び交い、この「弱い力」を伝えます。よって、「弱い力」と「電磁気力」は、同じゲージ粒子によって媒介される力ということで、同一視出来るというのが最新の物理理論によって説明されています。

「強い力」は、すべてのクォークの間に働く最も強い力です。例えば原子は原子核と電子から構成されるのですが、原子核とは陽子と中性子からなります。しかし、陽子はプラスの電荷を持ちますから、そのままでは電磁気力により、陽子と陽子は反発し合い、原子核は吹き飛んでしまうでしょう。陽子と陽子を結びつける重力は電磁気力に比べると極めて弱いのです（陽子が軽すぎて重力は無視できるほど小さい）。この原子核を束ねる力、それが「強い力」と呼ばれる力になります。強い力は「グルーオン」と呼ばれる粒子によって交換されるとされています。

人によっては、これらの4つの力は同じ現象の別々な形態に過ぎないと主張し、4つの力を同一の理論で説明する「大統一理論」の完成を夢見ていますが、現時点ではそれはただの夢に過ぎません。「弱い力」と「電磁気力」はどうやら元々は同じ根の力らしいと思われ始めましたが、他の「重力」「強い力」はまだ宇宙の根源を説明する理論である「大統一理論」とどのような関わりを持つかが説明できないのです。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B1%E4%B8%80%E7%90%86%E8%AB%96

よって、重力が何故働くのか、万有引力の正体とは何か、ということには今の段階で明確な説明をすることは出来ません。どうやら質量のある物と物の間に働く引かれあう力、という説明しか出来ないのですね。

いい加減な回答で申し訳ありませんが、何かの参考になれば。

endlessriver · Answer

遠心力のほうが強ければ天体の表面はすっ飛んでなくなってしまいます（大半の回転モーメントと共に）。
また、他の天体との朝夕効果によって、自転速度は遅くなります。
したがって、重力の方が強い天体が残る。

引力の正体は根元的な現象なので「そこに引力があるから」という以外わかりません。現在、どんな説明をつけようと５０歩１００歩のはずです（自信なし）。

moby_dick · Answer

なぜ重力のほうが勝っているのでしょうか。

次のように考えれば簡単です。
先ず地球の自転が止まっているとします。
遠心力無いですから重力のほうが勝っています。
次に少し回転させても遠心力は弱いですからまだ重力のほうが勝ちです。
ですから、現状の地球の回転数が少ないために重力のほうが強いのです。
もしも、回転数を充分上げれば遠心力が勝ちます。


（万有）引力の正体とは何でしょうか？

人知を超えるように非常に難解です。
一応、アインシュタインが一般相対性理論で示したことになっています。
質量のある物体の周りの空間は曲がり、ゆがんでいることによるそうです。
曲がったところで遠心力が働きますからね・・

hokenyaboo · Answer

遠心力のより地球の重力のほうが勝っているから
引力の説明は下記

参考URL：http://www.so-net.ne.jp/kagaku/naze/hon/cat_b_2_26.html

地球の引力の正体

地球の重力、とは、地球の持つ万有引力と、遠心力の合計になります。

遠心力のほうが強ければ天体の表面はすっ飛んでなくなってしまいます（大半の回転モーメントと共に）。

なぜ重力のほうが勝っているのでしょうか。

遠心力のより地球の重力のほうが勝っているから

関連するカテゴリからQ&Aを探す

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング