重力はどのように機能しますか？

本を落としたり、体重計を踏んだり、ボールを空中に投げたりするたびに、重力が働いているのがわかります。それは私たちの生活の中でそのような絶え間ない存在であり、私たちはそれの謎に驚くことはめったにありません-しかし、本が地面に落ちる理由を説明しようとするいくつかの評判の良い理論があっても（そして小石やカウチ、それで）、彼らはまだ単なる理論です。重力の引力の謎はほとんど損なわれていません。

では、重力について何を知っていますか？これにより、宇宙の任意の2つのオブジェクトが互いに引き寄せられることがわかっています。重力が宇宙の形成を助け、月を地球の周りの軌道に保ち、重力駆動のモーターや重力駆動のランプなどのよりありふれた用途に利用できることを私たちは知っています。

アクションの背後にある科学に関しては、アイザックニュートンが重力を力として定義したことを知っています-それはすべてのオブジェクトを他のすべてのオブジェクトに引き付ける力です。アルバート・アインシュタインが重力は時空の曲率の結果であると言ったことを私たちは知っています。これらの2つの理論は、重力の最も一般的で広く保持されている（多少不完全な場合でも）説明です。

この記事では、ニュートンの重力理論、アインシュタインの重力理論を見て、この現象のより最近の見方にも触れます。

多くの人がすでに重力が存在することに気づいていましたが、ニュートンは重力のまとまりのある説明を最初に開発したので、そこから始めましょう。

1600年代には、アイザックニュートンという名前の英国の物理学者および数学者がリンゴの木の下に座っていました。どうやら、リンゴが頭に落ちたようで、そもそもなぜリンゴが地面に引き付けられたのか疑問に思い始めました。

ニュートンは1680年代に彼の万有引力理論を公表しました。それは基本的に、重力は宇宙のすべての物質に作用する予測可能な力であり、質量と距離の両方の関数であるという考えを示しています。理論によれば、物質の各粒子は、それらの質量の積に正比例し、の二乗に反比例する力で、他のすべての粒子（たとえば、「地球」の粒子と「あなた」の粒子）を引き付けます。それらの間の距離。

したがって、粒子が離れているほど、および/または粒子の質量が小さいほど、重力は小さくなります。

重力の法則の標準的な公式は次のとおりです[出典：UT ]：

重力=（G * m1 * m2）/（d2）

重力=（G * m1 * m2）/（d ²）

ここで、Gは重力定数、m1とm2は力を計算する2つのオブジェクトの質量、dは2つの質量の重心間の距離です。

Gは、6.67のx 10E-8ダイン* CMの値を有する² / gmの²。したがって、2つの1グラムのオブジェクトを互いに1センチメートル離して配置すると、6.67 x10E-8ダインの力で互いに引き付け合います。ダインは、あなたが利用できる力のダインを持っている場合、それは地球の重力場で0.001グラムを持ち上げることができることを意味し、約0.001グラムの重量に等しいです。したがって、6.67 x10E-8ダインはごくわずかな力です。

ただし、6E + 24キログラムの質量を持つ地球のような巨大な物体を扱う場合（惑星の地球の重さはどれくらいですか？を参照）、それはかなり強力な重力になります。だからあなたは今宇宙に浮かんでいません。

オブジェクトに作用する重力は、そのオブジェクトの重量でもあります。体重計を踏むと、体重計はあなたの体にどれだけの重力が作用しているかを読み取ります。重量を決定する式は次のとおりです[出典：Kurtus ]：

重量= m * g

ここで、mはオブジェクトの質量、gは重力による加速度です。地球の重力による加速度は9.8m /s²です。物体の質量に関係なく、加速度は変化しません。そのため、小石、本、ソファを屋根から落とすと、同時に地面にぶつかります。

何百年もの間、ニュートンの重力理論は科学界でほとんど孤立していた。それは1900年代初頭に変わりました。

1921年にノーベル物理学賞を受賞したアルバートアインシュタインは、1900年代初頭に別の重力理論に貢献しました。それは彼の有名な一般相対性理論の一部であり、ニュートンの万有引力の法則とは非常に異なる説明を提供しました。アインシュタインは重力が力であるとはまったく信じていませんでした。彼は、それは時空の形の歪みであり、別名「4次元」として知られていると述べました（時空については、特殊相対性理論のしくみを参照してください）。

基本的な物理学では、外力が働いていない場合、オブジェクトは常に可能な限り直線で移動すると述べています。したがって、外力がなければ、平行な経路に沿って移動する2つのオブジェクトは常に平行のままになります。彼らは決して会うことはありません。

しかし、実際には、彼らは会っています。平行パスで開始するパーティクルは、衝突してしまうことがあります。ニュートンの理論によると、これは重力、つまりこれらのオブジェクトを互いに引き付ける力、または単一の3番目のオブジェクトに引き付ける力が原因で発生する可能性があります。アインシュタインはまた、これは重力が原因で発生すると述べていますが、彼の理論では、重力は力ではありません。それは時空の曲線です。

アインシュタインによれば、これらの物体は依然として可能な限り直線に沿って移動していますが、時空の歪みにより、可能な限り直線は球形の経路に沿っています。したがって、平面に沿って移動していた2つのオブジェクトは、球面に沿って移動しています。そして、その球に沿った2つの直線パスは、1つのポイントで終わります。

さらに最近の重力理論は、粒子と波の観点から現象を表現しています。ある見解では、重力子と呼ばれる粒子が物体を互いに引き付け合うと述べています。しかし、重力子は実際に観測されたことはありません。また、重力波（重力放射と呼ばれることもあります）は、物体が外力によって加速されたときに生成されると考えられています[出典：ScientificAmerican ]。

重力子であろうとなかろうと、上昇するものは下降しなければならないことを私たちは知っています。おそらくいつか、その理由が正確にわかるでしょう。しかし、それまでは、地球がすぐに太陽に向かって疾走することはないということを知っているだけで満足できます。重力はそれを軌道上で安全に保ちます。

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