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重力の仕組みの説明に関する質問です。 当方素人につき物理学云々等を引き合い...

ity********さん

2018/8/621:25:24

重力の仕組みの説明に関する質問です。

当方素人につき物理学云々等を引き合いに出すつもりは毛頭ございません。あくまで、感覚的に理解できないという程度のものとご理解ください。

さて、アインシュタイン曰く、重力とは空間の歪みだとか・・・。そして、空間に歪みを生じさせるのは物質の質量やエネルギーだということです。(ここまで間違っていないでしょうか?)

そして、空間の歪みである重力が物質を引きつける現象の簡便な説明として科学者が用いる例えに、トランポリンのような伸縮性のある膜の上にボーリング玉のように膜を大きく歪ませる重さのある物を置き、そこにゴルフボールなどを投げ込んで、歪んだ膜の上をゴルフボールがボーリング玉の法へ転がっていく様子を空間の歪みと歪んだ空間における物体の運動とするものがあります。

これが私たちが知覚できない四次元空間での現象を、わかりやすく三次元的に置き換えたごく大雑把な説明であることは承知の上で、質問させていただきます。

この説明において、歪んだトランポリンの上をボウリング玉に向けてゴルフボールを引きつける力は重力ですよね・・・。

本来鉛直方向に働く重力がトランポリンの膜の歪みすなわち傾斜によって、ゴルフボールを膜に押しつける方向に働く力と、ボウリング玉方向に働く力に分力されて移動しているわけで、つまり、地球の重力によるゴルフボールの自由落下を物質の運動に見立てたうえで、トランポリン膜の傾斜をボーリング玉による四次元空間の歪みとし、ゴルフボールにとっては単なる自由落下である直線運動が、歪んだ四次元空間ではその歪みに沿った曲線の運動になり、ゴルフボールの運動に重力を振り切るだけのエネルギーがなければ、最終的には空間の歪みを作り出しているボーリング玉に向けて落ちてゆくのが重力であると見立てているという理解で間違いは無いでしょうか?

さて、この例えでゴルフボールを動かしているのはあくまでも地球の重力であって、膜の歪み(傾斜)そのものではないはずです。同じ実験を地球の重力の及ばない宇宙空間で行ったとしたら、たとえトランポリンの膜に歪みがあったとしても、歪みの影響によってゴルフボールがボーリングの方へは引き寄せられるということはありませんよね。

つまり、最初の説明では重力が空間の歪みによって物体の運動に影響を与えることは説明していても、何が物質を重力の中心に向けて引っ張っているのかを説明していない様に思えるのですが、いかがでしょうか?

それとも、空間の歪みにはそれ自体に物体を動かす力があると言うことでしょうか?

でもそれでは、重力の正体が空間の歪みで、物体はそれに沿って運動しているだけという説明では物体に働く力の源の例えとしては不適当ではないかと思うのですが・・・。

長々と書いてきましたが、最初の例えに対する私の理解の間違いである可能性も含めて、どなたか分かりやすい解説、または私の誤解へのご指摘をよろしくお願い致します。

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ide********さん

2018/8/700:42:33

>歪んだトランポリンの上をボウリング玉に向けてゴルフボールを引きつける力は重力ですよね・・・。

そうです。そしてこれが「私たちが知覚できない四次元空間での現象を、わかりやすく三次元的に置き換えたごく大雑把な説明…」であるなら「なにかの力」あるいは「力みたいななにか」を重力に例えてると考えればいいです。

重力という「力」と言いましたがこの「力」はボーリング玉がトランポリンの膜を「押す力」あるいはトランポリンの膜がボーリング玉を「押し上げる力」です。そして「押し上げる」場合はボーリング玉の「慣性質量」が抵抗するために「力」として表れると考えます。

ではこの「押し上げる運動をしているトランポリンの膜」が何をイメージしてるかというと「時間経過」です。「膜」は「同時刻面」という世界を表しています。

じっと動かず空間的運動をしていなくても時間は経過します。時間を空間的広がりに例えれば静止したゴルフボールもボーリング玉も高速で時間を運動していると考えてもいいんです。

次は同時刻面という「トランポリンの膜」に抵抗して「力」となるボーリング玉の「慣性質量」に相当するのは「時間の遅れ」です。質量が大きい=時間の遅れも大きい…なのでゴルフボールよりもボーリング玉の方が抵抗も大きくてより深く膜を沈ませます。

…これでイメージ化が済んだわけですがいかがでしょう?

「同時刻面」というのは世界という「立体空間」。その立体空間に直交する運動をしてるのがボーリング玉。自らが歪ませた「同時刻面」を直交する運動をするのがゴルフボール。

時間経過だけでは「力」は表れない。時間の遅れ=時空間の歪み…が「力」を現出させているんですね…。

  • 質問者

    ity********さん

    2018/8/809:30:11

    ご回答ありがとうございます。

    ご説明の文章は非常に読みやすくて助かりましたが、肝心の内容となると私には難しすぎるようで部分的にしか理解できていません。

    そこで、理解できている(と思っている)点とよくわからない点に分けて改めて質問させていただきます。

    ○理解できた(と思う)点

    ・この例えでは、ボーリング玉を引きつけトランポリンの膜を歪ませる力、すなわち地上の実験における地球の重力が重力の原理においてどのような力を指しているのかは、そもそも4次元の時空間に関する知識が無いと理解できないということ。

    ・トランポリンの幕が表しているものは4次元の時空間なので、膜が歪むということは空間とともに時間も歪むと言うこと。

    ・時間の歪みとは時間の遅れであること。

    ○理解できなかった点

    ・時間経過とは何か。

    ・時間の遅れが物質を重力の中心に向けて引きつけるのはなぜか。

    (字数制限のため、続きは別枠で・・・)

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pip********さん

2018/8/700:29:02

まず最初にトランポリンの中心を下に引っ張ってボールを転がしたらって説明はデタラメ、

トランポリンって名前の2次元の膜(x,y)をなんかよくわからない(-z)軸方向に引っ張ったんだよね。
ボールは(x,y,z)に全く関係のない(x’、y’、z’)にある
関係ないのでボールは歪んでない
ボールをトランポリンの上に置くのはいいが下に置かない理由を説明しない
トランポリンを上に引っ張ったときの説明をしない
時間軸、空間軸は(x,y,z)どの軸に対応するのか説明しない
ボールはせいぜい2、3回しかまわることができないのに地球は45億回まわってる、これが説明できない
静止衛星も説明できない
矛盾箇所をきちんと説明してないから各々が自分勝手な解釈をして納得した気になるだけのインチキです。

前前置きはここまで

次前置き

重力ってのは4つの力のうちの1つ
確かにそこにある力です。
ニュートンの法則F=ma、このFってちからは存在しない見かけ上のちからです

重力とF、どう違うかですが

Fは相対的な力

例えば体重60kgの私があなたのいる方向に時速10kmで近づいていきます。
相対的に私とあなたの関係はあるよね(何時間後にあなたに触ることができるか方程式で表すことができる)

でもあなたに触れるまでは私がどんな行動をしようとあなたには何の力もかかりません。
重力はそうじゃない
常に私にかかる力でありあなたにかかる力です

地球と私の間、地球とあなたの間にかかる力です
(私とあなたの間にかかる力ではないですよ)
私が地球に対して止まっていても私に常にかかるんです

見かけの力と確かに存在する力の違いを分かってもらえたでしょうか?

ここから本題

物理学ってのは根本的な説明は一切しないんです。
例えばモーターが回転する方程式はあります、ですが、なぜ回るのかは説明してないんです。
プラスとマイナスは引き合う?なぜかは説明してません。
N極とN極は反発する?もちろんなぜは説明してません
色んな光を混ぜると透明になった、なぜ?説明してません
根本的な所は”ちゃい王女”を除いて誰にもわからないんです。だからそれでいいのです。
(私はベアード様、間違えないように)
重力が何なのかわからなくても重力加速度gを使った方程式はあるしgを組み込んだ方程式があればクレーンもエレベーターもツインタワーも作れるので困ることありません。それが物理学、測定した数値を方程式に放り込んだらだいたい観測と合うからいいんです。
トランポリンの説明で重力を理解する人もいればその説明おかしんじゃないのって人もいます。もちろんおかしいですよ。じゃあおかしいって言うならそれに代わる正しい理論正しい説明を言えっていうのは反則みたいなもの、時間ってなに?空間ってなに?光ってなに?わからないんです。ただしわからないものを数値化し辻褄は合ってないんだけれどまあまあ使える方程式は存在してます。
真実が知りたいのなら<ちっぱいー魔素っぷ宇宙論>を見ましょう。
(まだ全部は公開してませんが)

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s_h********さん

2018/8/622:53:53

物質と空間に境界があって、うんぬんって考え方がだめなのね
エネルギーがあって、密度が違う、時間の流れ方が違うっていうのが、重力

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hit********さん

2018/8/622:46:04

なるほど。素晴らしい発想です。

最近の事ですが
アインシュタインが存在を予言していた
「重力波」の観測に成功しました

観測の方法は二つのブラックホールが合体して1つの大きなブラックホールになる瞬間に
周りの空間を歪めその歪みが超遠方まで空間を伝わり
地球の形を歪めた事が観測されたのです。

そのしばらくのちに中性子星という超高密度の星が合体する時の重力波も検出されました。

という事は、空間の歪みは地球の形を変形させるエネルギーを持っている
という事になるのかもしれません。

アインシュタインの有名な等式
E=mc2
によると質量があるという事はエネルギーがあるということになるので
地球を歪めるエネルギーは質量がある事と等価なのかもしれません。

また、その重力波を伝達する素粒子として
重力子があるのではないかという仮説もあり
その特徴も予想されています。

まだ重力の理論である相対性理論と素粒子の理論は
同じ土俵で語る事が出来ていないので
さらに研究が続く事により重力と素粒子の関係も解き明かされるかもしれません

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tak********さん

2018/8/622:36:40

こんにちは,重力はいろんな博士が研究しました、ニュートン,ライプニッツ,アインシュタイン,シュディガ,ヒッグス,など重力は地球の中の核の中にあるレプトンとクオークの核融合する時の振動だと結論付けられました、その振動に物質の質量が反応して重力に引っ張られるのです、だからヒッグス粒子から質量を取り除けば無重力になる、素粒子から質量を取り除けば素粒子は四次元に入ってしまいます、重力の正体は核の振動です、周波数も波長も決まっています、私はこれを使って反重力装置の開発に成功しました、17年かかりました、私の特許です、重力は難しい、計算は微分積分の関数ばかりです。重力は数十年前に解明された、素粒子物理学が出て来てからです、賢い博士はいます。

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ghj********さん

2018/8/622:17:43

うん、そのとおり。素晴らしいです。

トランポリンの例えが不適切であることは、有名な科学者であるレオナルド=サスキンド博士も明言されています。

これに関して最も適切だと思われる回答が以下にありますので、ご参照ください。
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q111305750...

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