【重力】とは何か?引力との違いや時間との関係性

誰得雑学

おそらくほとんどの人が知っているであろう「重力」という言葉。

はたして重力とはいったいどんな仕組みでどんな力なのでしょうか。

引力とは?

重力と引力は同じもの。そんなふうに思っている人も少なくはないかもしれません。

ですがこの2つ。実際はまったく違うものなのです。

引力とは正しくは「万有引力」という名称で、「質量のある全ての物体同士の間に働く、互いを引っ張り合う力」というものです。

つまりこれは物体はすべて引っ張りあっているということを意味しています。

この「万有引力」を発見したのは英国の物理学者であるニュートンでした。

質量が大きいものほど強い引力を持ち、距離が遠くなるほど引力の影響は小さくなる。

これを証明した法則が、あの有名な「万有引力の法則」となります。

引力とはすべての物体が持っている力であり、物体の大きさや互いの距離間によって、引っぱる力が変化するというものなのです。

重力とは?

重力とは地球の持つ「引力」と、グルグル回っている地球の自転による「遠心力」を合わせた力となります。

私たち人間は「引力」で地球に引っぱられる力と、回転している地球で発生している「遠心力」によってバランスがとられており、この地球の上に立っていられるというわけです。

体重が重いということは地球の引力を強く受けているということであり、そして大きい物ほど地球に引っ張られる力が大きくなるため、体重が重いということになるのです。

アリストテレス

「重力」というものに対する考えというものは、実は昔から存在していました。

17世紀までは古代ギリシャの哲学者、「アリストテレス」が唱えた重力の考えが一般的に広く知られており、それは「すべての物質は本来の位置に戻ろうとする」という考え方でした。

つまり人間が家に帰ったり鳥が巣へと戻るように、「空に投げた石も元々いた場所の地面に戻ろうとする」、だから投げた石は地面に落ちてくる。「アリストテレス」の考えはこのようなものだったのです。

さらに「アリストテレス」の考えには「重い物のほうが軽い物よりも速く地面に落ちる」ということも含まれていました。

当時はこれらの考え方が常識となっており、誰も疑うことはありませんでした。

ですが実際はすべて間違えた考えだったわけです。

それを証明したのが「ガリレオ・ガリレイ」でした。

ガリレオ・ガリレイ

「ガリレオ・ガリレイ」は「ピサの斜塔から大小二つの金属の玉を落とす」という実験を行い「大小両方の玉が同時に地面に落下することを確認」することによって、「物体の落下速度はその物体の重さによらず一定である」ということを証明しました。

さらに「ガリレオ・ガリレイ」は真空中では100キロの鉄も1グラムの羽毛も同じ速度で落ちることを証明し、「物体の落下速度が異なる原因は空気抵抗にある」ということも証明してみせたのです。

この「ガリレオ・ガリレイ」によって地球の重力理論の基本が完成されたともいわれています。

そしてここからニュートンが発見した「万有引力の法則」へと繋がっていったのです。

アインシュタイン

ところがニュートンの「万有引力の法則」をもってしても解明できないことがありました。

「万有引力の法則」はあらゆる天体の軌道をぴたりと算出できたのですが、水星の軌道だけは「万有引力の法則」に当てはまらず未解明のままとなっていたのです。

そこで登場したのが「アインシュタイン」でした。

「アインシュタイン」は、「相対性理論」によって水星の軌道に関する謎を解き明かしたのです。

そしてそれは同時に、引力が発生する理由をも理論的に説明することになりました。

重力と時間の関係性

重力と時間には関係性があり、重力が強い場所のほうが時間が遅くなるのです。

これをわかりやすいように重力を「ボール」、時間を「トランポリン」に例えて解説します。

まずはトランポリンの表面をたどってトランポリンの端から端まで光が通過するのに1秒かかるとします。

そしてトランポリンの上にボールを置きます。ボールを置いた場所はその重みによってトランポリンの表面が沈み込むことになります。

つまりトランポリンにボールが乗っている状態では、光がトランポリンの端から端まで通過するための時間が増えてしまい1秒では通過ができなくなるわけです。

これが「重力が存在すると時間が遅くなる」ということなのです。

このように重力が存在すると時間は遅くなり、そして重力が強ければ強いほど時間はどんどんと遅くなります。

この現象を「時空の歪み」といいます。