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「無重力」のウソ!重力のない場所なんてこの世に存在しません!

2014.02.26

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地球が太陽の周りを回るのは、重力のちからによるものです。地球からすこし離れた場所に、無重力の場所などあるのでしょうか? 

しかし実際に、宇宙飛行士がフワフワ浮いたりしている映像を見たことがあると思います。「無重力」の状態となっていますが、あなたは言葉通りに重力がなくなっている、と思っていませんか?

無重力という言葉が生み出してしまう、よくある誤解について考えてみましょう。

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世界には重力がない場所は存在しない!?地球が太陽を回る理由とは

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ご存知のとおり、月は地球の周りを回っています。同じく地球は太陽の周りを一年かけて一周します。さらには、銀河の中心にあるブラックホールの周りを、常に太陽系そのものが丸ごと回っています。

実はこれら全てが重力によるものです。つまり人類が到達できそうな場所全てどこにでも、重力が存在しています! まして宇宙飛行士からの中継は、宇宙全体で言えば地球スレスレの場所なので重力がない訳がないのです。

しかし実際には、気持ちよさそうに宇宙飛行士がぷかぷかと浮かぶ姿が見られます。重力があるのに一体どうやってフワフワ浮かんでいるのでしょう?

そもそもどこまでが地球なの?境い目は「なんとなく」きめられている!

宇宙飛行士の目的地である「宇宙」とは、どこから先を指すのかわかりますか? 「地球を離れたら宇宙だろう」と言われれば、それは確かです。

本当のところ、明確な境界というのは存在していないのです。国際条約として境界を決定してしまうと、国土の領空に上限が出てきてしまうため、どの国もきめかねているというのが実情のようです。

ただし国際航空連盟では、地上からの高さ100キロメートルをカーマン・ラインとしており、これを超えた場合に「宇宙空間に到達した」と認定される事になっています。

ちなみによく聞かれる「大気圏」とは、厚さ500キロメートルから1000キロメートルにも及ぶため、大気圏と宇宙の境い目となるような、ひと目でわかる明確なラインというものは存在しません。

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重力は地球上と同じくらい!?

スペースシャトルが地上をはなれて、宇宙空間に出ると途端に重力から解き放たれ、自由になる…というイメージは、誰もがもっているかと思われます。

宇宙飛行士からの中継などでよく見られる位置は、地表からおよそ400キロメートル程度の高さです(宇宙ステーションの高度)。この高さでの重力は、実はゼロではありません。

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地上の重力と比べると、なんとたったの10パーセントほどしか減らない計算になるのです。体重70キロの人ならば、63キロなので多少軽くは感じるでしょうが、浮かぶような事にはならないのです。

宇宙空間には何もなく、重力もないから浮き始める…というのは、実は誤解だったのです。それではどのようにして浮かんでいるのでしょう?

リンゴが落ちるのと、スペースシャトルが宇宙をただようのはどちらも同じこと!?

かの偉人、アイザック・ニュートンはリンゴが木から落ちる様を見て、万有引力の法則を発見したと言われています。リンゴが落ちる様子と、スペースシャトルが宇宙をただよう様子。現象としてはどちらも同じことなのです。

実際に見るのは難しいですが、落ちている途中のリンゴの中はスペースシャトルと同じく無重力の状態となっているのです。

落ちるリンゴは、地球の中心に向かってまっすぐに落ちています。一方でスペースシャトルや人工衛星、あの月でさえも同じく地球の中心へ向かって落ちています。

しかし「落ちている」といっても、一直線に地球へ向かっている訳ではありません。

例えばボールを超高速で投げたとして、丸い地球を一周して後ろから戻ってくる、というような想像をして楽しんだことなどはありませんか?

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実際にやると地球上では空気抵抗があるため、ジェット機のようなエンジンでも積んでいないと地球一周はできません。しかし宇宙空間ならば空気抵抗はなく、これが可能なのです。

この速度と重力が釣り合った時、その物体は半永久的に地球の周りをぐるぐると回り続けます。この状態の事を「軌道に乗る」と呼ばれています。

落下している物の中では、まるで重力がなくなったような状態になり、これを無重力と呼んでいます。重さを測ればゼロとなり、重さのちがう物質を均等に混ぜることもできます。

リンゴもスペースシャトルも、地球へ向かってただ落ちているだけなのです。仮にリンゴの中にあなたが入れるとしたら、ほんの一瞬だけ無重力を味わうことができるかもしれません。

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「フワフワ」と無重力を体験する方法とは?

リンゴの中に入るのは、いくらなんでも無理がありますね。現実的な話をすると、あなたが入った箱を高い場所から落下させる事で、無重力を体験できます。

これは冗談でもなんでもなく、映画の撮影や宇宙飛行士の訓練として実際に行われている方法なのです。飛行機を急下降させる事で、短時間ではありますが無重量状態を作り出しています。

希望であれば、一般の方も体験可能ですが費用は相当なもののようです。もっとお手軽に体験したいという事であれば、遊園地などにあるフリーフォールの「お尻が浮いた状態」が近いかと思われます。

絶叫マシンが苦手という事ならば、エレベーターでしょう。僅かながら重力が少なくなります。中でも横浜ランドマークタワーなどにある高速エレベーターならば、もう少し無重力に近づけると思います。

落下していると言えば、実は地球そのものも太陽に向かって落ちています。(軌道に乗っているのでぶつかることはありません)

そのため地球上のわたし達は、太陽の重力に対してのみ「無重力」の状態となり、地球の重力により日々の生活を送ることができるのです。

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コメント

    • ずび
    • 2014年 5月 29日

    先日の時間を横にスライドさせる話に似ている?
    まあ、多次元的な軸というものが想像を絶するので、
    仮に重力方向を時間とすると、直角方向が虚時間軸
    になるのかな?

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