重力はいかに働き、私達は反重力の技術を開発してもよいか。

私たちは本当にそれについて考えることなく、私たちの生活のすべての単一の生きている瞬間を重力を経験します。 しかし、それは何ですか？

ここでは、重力に関する現在の理解を簡単に探り、人工的に宇宙で重力を作り出すことができるかどうかを調べます。

重力は地球上でどのように働くのですか？

有名な格言が行くように、”上がるものは下がらなければならない”。 しかし、なぜ？ 何が起こっている、と何が重力を引き起こしますか？,

私たちはそれが何であるかを本当に理解し始めたばかりですが、この現象は何千年もの間考えられてきました。

例えば、ギリシャの哲学者は、かつて惑星や星が神の領域の一部であると考えていました。 彼らの推定によって、彼らは”自然な動き”と呼ばれるものの対象となった。

彼らはそれをはるかに超えて概念を発展させなかったが、その説明は16世紀のガリレオとブラーエの仕事まで西洋思想において支配的なままであった。,

彼らの仕事は、重力の理解に革命をもたらすのに役立ち、Isaac Newtonの仕事に深く影響を与えます。

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ニュートンが仮定したように、重力は、太陽の周りの軌道に地球を保つ力です。 あなたが学校であなたの日から覚えているかもしれないように、重力は次のように定義される傾向があります：

“惑星や他の体がその中心に向かっ 重力の力は、太陽の周りの軌道に惑星のすべてを保持します。”-NASA。,

言い換えれば、質量を持つものは、質量を持つ他のものに力を及ぼし、それに力を及ぼします。 物体の質量が大きく、それらの間の距離が短いほど、それらが互いに及ぼす重力の引っ張りが強くなります。

あなたが空気中でジャンプアップするたびに、誤ってテーブルから何かをノックしたり、犬がキャッチするために公園にボールを投げたりすると、あなたは直感的にあなたの行動の結果を知っています。, 彼らはすべて、最終的には地面に戻ります。

アインシュタインは後に重力についてニュートンとは非常に異なる説明を提供するでしょう。 彼の理論によると、重力は時空の曲率の結果です。 オブジェクトの質量により、その周りの空間は本質的に曲がり、曲線になります。 これは、オブジェクト（および光）が横断しなければならない経路を歪め、重力と呼ばれる効果を作り出します。

実際には、別の天体の重力に”捕まえられた”物体は、それが移動している空間がその物体に向かって湾曲しているため、影響を受けます。,

アインシュタインはまた、”等価原理”の概念を導入しました。”これは、重力と慣性力が同様の性質であり、しばしば区別がつかないと述べています。

これを説明するために、あなたが窓のないロケット船に乗っていて、周囲から外の宇宙を見ることができないと想像してください。 この場合、重力として感じる下向きの力が実際の力であるのか、ロケットが特定の方向に加速した結果であるのかを判断することは不可能です。

重力を理解する

重力を完全に理解していますか？, 簡単に言えば、はい、そしてまたいいえ。 それは宇宙で最も広く研究されている自然現象の一つですが、私たちはまだそれを本当に理解していません。

私たちが見てきたように、Isaac NewtonとEinsteinは重力の理解を助ける上で大きな進歩を遂げましたが、それが何であるか、またはそれが実際に何であるかはまったくわかりません。

アインシュタインによると、重力はそれ自体の真の力よりも時空の曲がりの結果です。

私たちが知っていることは、質量を持つ体がお互いに引き付けられているということです。, この”力”は距離依存性であり、身体が遠く離れているほど弱くなります。

それはまた、測定可能な現象であり、自然界で最も弱い力の一つです。 を考える平均蔵マグネットです。 これらは、地球と同じくらい巨大なものからの重力の引きに簡単に挑むことができます。 また、単にジャンプによって、一時的ではあるが、重力の効果を脱出することができます。

しかし、この関係は量子レベルで完全に崩壊するようです。 それはちょうど合わないようで、私達はなぜか分からない。,

壮大なスケールでは、私たちの現在の重力の理論は、大きなオブジェクトの挙動を予測するのに役立ちますが、teenie小さな量子スケールでは、現在の重力の理論は機能しません。

これは今日の物理学における最大の問題の一つです。 多くの物理学者は、いつか何が起こっているのかを説明するのに役立つマクロと量子物理学の統一理論を作り出すことを望んでいます。

重力はどのように私たちを助けますか？,

重力は宇宙で最も基本的な力の一つです。 それがどのように機能するかについての議論は、重力が何であれ、それは私たちの惑星の生命にとって非常に重要な要素です。

重力は、地球上の物体が重さを持ち、単に宇宙に浮かぶだけではない理由です。 した場合の住地球の少ない量、軽量できることジャンプに高くなっています。

重力はまた、地球をいわゆる”ゴルディロックスゾーン”内に保ちます-水が液体の形で存在することができる私たちの太陽からの距離。 こうのとなっています。,

重力はまた、私たちが呼吸するための空気を提供し、所定の位置に地球の大気を維持するのに役立ちます。 火星は、例えば、半分以下の地球の大きさと十分地球の質量の周りにあります。 質量が少ないということは重力の引きが少なくなることを意味し、実際には火星の大気は地球と同じくらい密度が高いだけです。

重力も私たちの惑星を一緒に保つ上で重要な役割を果たしています。 重力はまた、地球の周りの軌道に月を保つものです。 月の重力の引きは、海をそれに向かって引っ張り、海の潮を引き起こします。,

しかし、興味深いことに、重力の強さは地球上のすべての場所で等しいわけではありません。 それは、より少ない質量を持つ場所よりも、より多くの質量を持つ場所の上にわずかに強いです。

私たちは、二つのNASAの宇宙船とその重力回復と気候実験（GRACE）ミッションのためにこれを知っています。

NASAによると、GRACEミッションは”時間の経過とともに重力の小さな変化を検出します。 これらの変化が明らかとなって重要な付き合っていた。, 例えば、GRACEは海面の変化を監視し、地震によってもたらされる地球の地殻の変化を検出することができます。”

重力を作ることはできますか？

すでに見てきたように、アインシュタインは、重力は実際には異なる物体によって引き起こされる時空の歪みの結果であると提案しました。 このため、少なくとも空間の空隙の中で人工重力を発達させることが可能であるはずである。

必要なのは、アインシュタインによれば、重力と同様の効果を生み出すべき一方向の加速手段を提供することです。, これは、ロケットのような線形加速度、または角運動量、すなわち求心効果または加速によって行うことができる。

これは多くのsfの本や映画で共通のテーマです。 例えば、2001年の回転する宇宙船：宇宙の旅を考えてみてください。

船が十分に大きい限り、地球上の重力とほとんど区別できない力を乗員に発生させることができるはずです。, しかし、大きなコリオリ力も存在し、物事は直線ではなく曲線に落ちるため、まったく同じではありません。

これにはいくつかの固有の問題もあります。 何かがより速く加速しているほど、乗員の重力の引き、またはg力が大きくなります。

これは宇宙ステーションのような静止した宇宙船にとっては問題ではありませんが、高加速度で長距離を移動する必要がある船にとっては、乗組員にとって壊滅的なことが証明される可能性があります。,

航空機が光速のほんの一部で移動する場合、乗組員は4,000gsを超えるものを経験する可能性があります。 つまり、フォーブスの記事によると、あなたの体の血流を防ぐために必要な加速の100倍以上-おそらく理想的ではありません。

これは、船舶で電磁石と導電性の”床”を使用することによって回避できると仮定されていますが、依然として”下向き”の力の問題があります。

宇宙での高速での重力の影響から乗組員を”遮蔽”する手段はない可能性があります。,

将来これに対処する唯一の方法は、何らかの形の負の、または反重力のフィールドを開発することかもしれません。 しかし、すべての物質と同様に、少なくともいくつかの正の質量を持っているので、負の重力質量を作り出す方法が必要です。

これはまさにCERNのアルファ実験で取り組んでいるものです。 研究者は、トラップされた反水素原子、水素の反物質の対応を扱っています。,

水素と反水素の正確な比較によって、実験は物質と反物質の間の基本的な対称性を研究することを望んでいる。 最終的に、これは反物質の重力加速度の測定につながる可能性があります。

反物質が地球表面の重力場の存在下で負の値（例えば+9.8m/s2以外の値）で加速することが判明した場合、これは理論的には重力導体の構築が重力力から身を守ることを可能にするであろう。,

フォーブスによると：”それが十分に敏感になった場合、我々はそれが重力場に落ちる方法を測定することができます。 それが落ちると、通常の物質と同じように、それは正の重力質量を持ち、重力導体を構築するためにそれを使用することはできません。 しかし、それが重力場に落ちると、それはすべてを変えます。 単一の実験結果では、人工重力は突然物理的な可能性になるでしょう。”

成功した場合、これはまた、均一な人工重力場を作成するための重力コンデンサのための扉を開くことができます。, 理論的には、時空を変形させる方法である”ワープドライブ”の作成を可能にすることさえできます。

しかし、負の重力質量を持つ粒子または粒子のセットを発見するまで、人工重力は加速などの機械的手段によってのみ可能です。