重力とは何か（大栗博司・幻冬舎新書）について１８

著者　��田　敞

（以下｛　｝内は上記本からの引用）

 

重力と万有引力の違い

 

問題１

｛重力を感じる「重さ」と動かしにくさを表す「質量」が等しいと仮定すれば、両者の効果が相殺、重いものも軽いものも同じ速さで落下します。｝

アインシュタインは｛「重さと質量が等しい」と仮定して、「落下中は重力を感じない」ことを説明しようとするのではなく、その逆に、「落下中は重力が消え、力が働かない」ことを仮定して、「重さと質量が等しい」ことを説明しようと提案したのです。｝

考察

　｛重力を感じる「重さ」｝は人間の感覚です。｛動かしにくさを表す「質量」｝は実際の物理量です。同等ではありません。

　質量と、万有引力は比例します。質量が大きくなると、それに比例して万有引力も大きくなります。動かしにくさも、質量に比例します。質量が大きくなると、動かしにくさも大きくなります。これはニュートンの運動エネルギーの法則です。Ｅ＝ｍｖ^２÷２です。（注：これはアインシュタインのＥ＝ｍｃ^２と同じです。Ｖ（速度）が光速（ｃ）のときの式です。÷２がないだけです。ニュートンのパクリということです。）

　このように、万有引力によって物質が運動するときは質量と万有引力によって速度が決まります。｛重力を感じる「重さ」｝は関係ありません。

問題２　

｛「落下中は重力が消え、力が働かない」ことを仮定して、「重さと質量が等しい」ことを説明しようと提案したのです。｝

考察

　今まで書いてきたように、また、｛「落下中は重力を感じない」｝と書いてあるように、重力は人間の感覚です。人間が重力を感じなくても｛落下中｝という現象は無くなっていません。落下しているのは、万有引力という力が働いているからです。｛重力が消え、力が働かない｝というのは間違いです。重力は消えたかもしれませんが、万有引力という力は働いています。その証拠に、物体は加速しながら落下しています。

この本でも｛重力は幻想である｝と述べているように、重力は感覚だから元々から実際の力ではないから落下している物質にも働かないのです。重力が消えても、エレベーターも中の人も加速しながら落下しているのは、万有引力の力であって、重力ではないのです。

問題３

｛重力を感じる「重さ」｝

考察

　宇宙ステーションの中では「重さ」は感じないようです。しかし、質量はあります。このことから、｛重力を感じる「重さ」｝＝「質量」ではないことが分かります。

問題４

｛エレベーターが上方向に加速しているときには、乗っている人は下方向に押しつけられる力を感じます。この力は質量に比例しているので、まるで重力が増えているかのようです。逆に、下方向に加速すると、上方向に引っ張られる力を感じるので、重力が減る。ニュートン力学では、エレベーターの加速運動で感じる力を「見かけの重力」と解釈します。しかし、アインシュタインは、これは「見かけの重力」や「重力に似たもの」などではなく、重力の本性にほかならないと主張しました。重力そのものが、実際に増えたり、減ったりしているというのです。｝

考察

ア　ニュートン力学と加速運動

｛ニュートン力学では、エレベーターの加速運動で感じる力を「見かけの重力」と解釈します。｝

　ニュートンは、物は重いから落ちる、という考え方から、物は引き付ける力を持っているという考えに変えました。重い力、重力から、引力にです。それが万有引力です。したがって、ニュートンの考えには、重力はありません。「重力」はアインシュタインの考え方ですから、｛加速運動で感じる力を「見かけの重力」と解釈します｝は濡れ衣です。

これはアインシュタインが、「加速運動＝重力」というために考え出した方便です。重力の仕組みと万有引力の仕組みはまるで違います。ニュートンでは万有引力は万有引力です。加速運動は加速運動です。

イ｛重力そのものが、実際に増えたり、減ったりしているというのです。｝

　これも万有引力と、重力の違いの例です。もし、万有引力が増えたり減ったりするとしたら大変です。

　地球は、太陽を公転しています。地球の万有引力が増えたり減ったりすると、地球の公転軌道が変わってしまいます。大変なことになります。

　地球は太陽に対して、フワフワ浮いています。これは落下するエレベーターの中の人と同じ現象です。いや人は重力を感じるということでしょう。それは地球の引力です。太陽の引力ではありません。エレベーターの中の人もフワフワ浮いていても自分の体が持っている引力はあります。この本でもそれを認めています。地球に比べて非常に弱いだけです。エレベーターの中の人が地球の重力を消えたと考えるように、地球の人も太陽の重力を感じていないのですから、太陽の重力が消えたと考えています。

　太陽の重力がなくなったら地球は宇宙に吹っ飛んでいくでしょう。｛だったら、私が毎日量っている体重はなんなの。｝どころの話ではありません。

　でも心配はありません。落下するエレベーターが重力を無くしても、万有引力によって落下は継続しているからです。地球も、太陽の重力がなくなったと感じても（重力の本性がなくなっても）、万有引力があるからちゃんと公転します。

　相対論では、｛重力そのものが、実際に増えたり、減ったりする｝かもしれません。しかし、ニュートンの理論の万有引力の大きさは質量によって決まっていて、変化しません。

結論

　重力＝万有引力でも、重力≒万有引力でもありません。重力≠万有引力です。

重力と違って、消えたり変化したりしない万有引力があるから、地球は４６億年間太陽を公転しています。万有引力が重力でなくて良かったですね。