ペンまたは一枚の紙を手に取り、それらを落とします。何が起こるのですか？地球でこれを読んでいる場合、答えは常に同じです。重力によって下に引っ張られ、落下します。科学は重力を「すべての物質間に作用する普遍的な引力」と定義しています。それはあなたの足を地面に保ち、惑星が自転するにつれて私たちが宇宙にスピンオフするのを防ぎます.つまずいて転倒したり、壊れやすいものを落としたりするまで、何かを忘れることがよくあります。
地球の大気を離れると、重力はほとんど存在しなくなるようです。宇宙飛行士は、微小重力状態の国際宇宙ステーションの周りを浮遊しながら、宇宙で時間を過ごします。宇宙には重力がありますか、それとも惑星に限ったことですか?
重力の作成
重力を探して宇宙を探索する前に、もう少し家に近づく必要があります。重力を生み出すものは何ですか?
私たちの宇宙では、質量を持つものすべてが重力を生み出します。これは、理論上、すべての人間が非常に小さな重力を生成できることを意味します。質量が大きいほど、重力場は強くなります。すべての惑星体は、その質量に正比例する重力を生成することができます。
アルバート・アインシュタインは、重力を時空の連続体の曲率であると説明しました。時空を両手の間にぎゅっと張ったゴムシートと考えると、重力を発生させることができる各惑星体はそのシートの上に座り、その重さでそれをゆがめます。重力を発生させる各物体は、周囲のものに作用し、それらを引き寄せたり、押し出したりします。
無重力の神話
軌道上や国際宇宙ステーションで宇宙飛行士の映像を見ると、宇宙飛行士が浮いているのを常に目にしますが、これは重力の欠如ではありません。代わりに、これらの宇宙飛行士が経験していることは微小重力と呼ばれています。これは、宇宙ステーションが地球上空で永久に自由落下しているために起こります。同時に、地球の周りの軌道を時速約 17,500 マイルで移動しています。その前方への運動量は、重力に対抗して軌道を維持するのに十分です。この絶え間ない自由落下は、宇宙ステーションの内部 (および同じ速度で移動する宇宙船) が微小重力状態にあることを意味します。
航空機でも同じ効果を短時間で実現できます。改良されたボーイング 727 は、嘔吐彗星の愛称で呼ばれ、宇宙飛行士や宇宙愛好家は、一度に少なくとも 20 ～ 30 秒間、無重力状態を感じることができます。航空機は上下に放物線を描いて飛行します — 巨大な U 字型です。飛行機が自由落下に入ると、ISS とは異なり、乗客は一時的に無重力状態になります。
見えないものを見る
夜空を見上げると、何千もの星が見えます。天の川のほこりっぽい帯を垣間見ることさえできます。夜空に見えるものはすべて、銀河に存在するもののほんの一部です。天の川銀河の 90% 以上は、現在のすべてのセンサーと検出器では見えません。この 90% は、光やエネルギーを放出しない暗黒物質で構成されています。それが存在することを私たちが知っている唯一の理由は、それが質量を持ち、重力場を生成するということです.
重力場を使用して、他の方法では見えない可能性のある他の天体を見つけることができます。たとえば、ブラック ホールは巨大な重力場を生成し、光を含め、爪で侵入できるあらゆるものを消費します。これらの重力井戸は光を放出しないため、周囲の天体への影響を利用して位置とサイズを決定する必要があります。
宇宙には重力がありますか?
では、宇宙には重力がありますか?その質問に対する簡単な答えはイエスです。あらゆる場所に重力があります。長い答えはもう少し複雑です。
すべての惑星体は重力場を生成します。これらの重力の井戸から遠ざかるほど、引力は弱くなります。惑星間の広大な空間を旅するとき、重力は消滅するように見えるかもしれませんが、重力が実際になくなることはありません。重力は自然の基本的な力の 1 つかもしれませんが、分子レベルや原子レベルにはほとんど影響を及ぼさず、最も弱い力でもあります。
宇宙に重力があるかどうかという質問に対する長い答えもイエスです。その効果を感じるかどうかは、重力源に近いかどうかによって異なります。完全になくなることはありません。
人工重力の作成
重力が非常に弱くなり、惑星の重力の外では実質的に存在しなくなったとします。人工重力を作って、宇宙船の甲板に安全に留まることができるでしょうか?何十年もの間、科学者やSF作家の間で議論されてきました。求心力を利用して船を回転させ、船体に重力を発生させることができると理論化する人もいます。 The Expanse で紹介されている技術など、推力の下で重力を生成する船を最終的に作成することを理論化するものもあります。
現在、人工重力を発生させる技術が不足しています。この比喩的な意味を解明できれば、微小重力環境で長時間過ごした場合の悪影響を心配することなく、長期の宇宙ミッションを計画しやすくなる可能性があります。
星を見上げて
誰かが空間に重力があると尋ねたら、イエスと答えることができます。それを感じるかどうかは、惑星体への近さによって異なります。星を眺める時間が増えるにつれて、重力と、それが私たちの周りのすべてに与える影響についての理解を深めることができれば幸いです.
