2021年10月18日月曜日

地球から潮汐力を受ける月:宇宙を取り巻く重力、ニュートンもアインシュタインも悩む

 東京大田区久が原より見る月
2021.10.17 午後7時頃

重力、引力、潮汐力とは体何なんだ。重力と言えばニュートンの有名な式がある。距離がrだけ離れた2つの物体間(m1、m2)に働く重力は距離rの逆ニ乗即になるという式だ。一方、アインシュタインは一般相対性理論で質量があれば時空がゆがみ、それがほかの物体に影響を与える。物体は歪みに沿って運動する。ゆがんだ時空を通過する光は進路が曲げられる。これが重力らしい。

時空のゆがみでなぜ、物体が引き合い、惑星が運行するのか。不思議ではないか。ニュートンは天体の運動や潮汐は重力により、離れた物体間に引力が働く「遠隔力」を必要とした。

重力は遠隔力、天体の運動や潮汐力は重力によるもの、離れた物体間に引力が働くというのだ。我々の生活環境でこれらの力を垣間見ることもできる。

重力をややこしくしているのが潮汐力だという。潮汐力と重力の関係解明に地降り組んだのはニュートンであり、ガリレオも試みたがうまくいかなかった(「重力はなぜ生まれたか ブライアン・クレッグ著 ソフトバンク 2012.8)。

潮汐は今ではよく知られているが、地球の自転、海流の影響、月と地球の2つのシステム自体も自転している。これらが複雑に絡み合って観測される潮汐現象になるのだという(同上)。だから容易には理解できない。

月による潮汐力は地球の海水だけでなく、地球本体にも働いている。逆に地球の重力によって月に潮汐を及ぼしている。

それは私たちも経験することができる。

月はいつも同じ面を地球に向けている。地球と月を結ぶ方向に少し「ひしゃげ」「いびつな形」をしていることが日本の月探査衛星「かぐや」が重力を正確に測定して分かった。月が自転しようにも地球の潮汐力が拒んでいるという(同上)。

月の見かけの大きさが太陽の見かけの大きさとほぼ同じ、太陽は月の400倍大きいが、月の見かけの大きさが400倍あるため、皆既日食が見られるのだ(同上)。これは重要なことでアインシュタインの相対性理論を皆既日食を利用し検証に成功したのだ。

地球の自転速度も月による潮汐力の影響で遅くなっている。ここ10億円で一介の自転に要する時間は18時間から24時間に伸びたという(同上)。

他にも重力は星の一生にも関係する大事な力だ。

ところで、今夜(18日)は13夜だとラジオのニュースで知った。もしも月に地球の潮汐力がなかったら、海水もあり、きれいな光景が地球からみられるはずだったのだ。残念だ。









 

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