小学生でもわかる！「重力（じゅうりょく）」

はじめに

校庭こうていでボールを真上まうえに力ちからいっぱい投なげると、どんなに高たかく上あがっても必かならず地面じめんに向むかって落おちてきます。 高たかくジャンプしても、ずっと空中くうちゅうに浮うかんでいることはできず、ストンと元もとの場所ばしょに着地ちゃくちしますよね。 また、丸まるい地球ちきゅうの反対側はんたいがわにいる南みなみアメリカやオーストラリアの人ひとたちも、宇宙うちゅうへ落おっこちてしまうことはありません。

これはすべて、地球ちきゅうにある「重力じゅうりょく」という見みえない力ちからが働はたらいているからです。

ふだんは当あたり前まえすぎて気きにもとめない力ちからですが、もし重力じゅうりょくがなかったら、私わたしたちは今いまこの瞬間しゅんかんに息いきをすることすらできません。 今回こんかいは、地球ちきゅうや宇宙うちゅうを支ささえる不思議ふしぎな力ちから「重力じゅうりょく」の秘密ひみつを、わかりやすく解とき明あかしていきましょう！

重力じゅうりょくってなに？リンゴが落おちる秘密ひみつ

すべてのモノが引ひき合あう「万有引力ばんゆういんりょく」

重力じゅうりょくとは、ひとことで言いうと「質量しつりょう（重おもさ）があるすべてのモノ同士どうしが引ひき合あう力ちから」のことです。

実じつは、地球ちきゅうと私わたしたちの間あいだだけでなく、あなたと勉強机べんきょうづくえ、筆箱ふでばことノート、さらには友達ともだちとあなたの間あいだにも、お互たがいを引ひき寄よせる力ちからが働はたらいています。 「えっ、友達ともだちと体からだがくっついたことなんてないよ？」と思おもうかもしれません。

それもそのはずで、人間にんげんの体重たいじゅうや文房具ぶんぼうぐくらいの軽かるさでは、引ひき合あう力ちからがあまりにも小ちいさすぎてまったく感かんじることができないのです。

しかし、地球ちきゅうのようにとてつもなく巨大きょだいで重おもい星ほしになると、引ひき合あう力ちからは桁違けたちがいに大おおきくなります。 その結果けっか、人ひとや建物たてもの、海うみの水みずなどを地面じめんへギュッと引ひきつける力ちからとして、はっきりと感かんじられるようになります。 この引ひき合あう力ちからのことを、理科りかでは「万有引力ばんゆういんりょく」と呼よび、地球ちきゅうが私わたしたちを引ひっ張ぱる万有引力ばんゆういんりょくと地球ちきゅうの自転じてんによる遠心力えんしんりょくをあわせたものを「重力じゅうりょく」と呼よんでいます。

ニュートンと木きから落おちたリンゴ

この引ひき合あう力ちからを世界せかいで初はじめて発見はっけんしたのが、イギリスの偉大いだいな科学者かがくしゃアイザック・ニュートンです。

ある日ひ、庭にわで木きからリンゴがポトリと地面じめんに落おちるのを見みたニュートンは、ふと疑問ぎもんに思おもいました。 「どうしてリンゴは横よこに飛とんだり空そらに昇のぼったりせず、まっすぐ地球ちきゅうの中心ちゅうしんに向むかって落おちるのだろう？」

ニュートンは深ふかく考かんがえ、「地球ちきゅうがリンゴを引ひっ張ぱっているに違ちがいない」と気きづきました。 さらに、「地球ちきゅうがリンゴを引ひっ張ぱるなら、はるか遠とおくの夜空よぞらに浮うかぶ月つきも地球ちきゅうが引ひっ張ぱっているのではないか？」と考かんがえを発展はってんさせたのです。 こうしてニュートンは、宇宙うちゅうにあるすべての星ほしや物質ぶっしつが引ひき合あっているという法則ほうそくを導みちびき出だしました。

どうして生うまれるの？空間くうかんのへこみ

トランポリンでイメージする仕組しくみ

では、どうして重おもいモノがあると、周まわりのモノが引ひき寄よせられるのでしょうか？ その仕組しくみを解とき明あかしたのが、20世紀せいきの天才物理学者てんさいぶつりがくしゃアインシュタインです。

宇宙空間うちゅうくうかんを、ピンと張はられた「巨大きょだいなトランポリン」だとイメージしてみてください。

何なにも乗のっていないトランポリンの布ぬのは平たいらです。 しかし、真まん中なかに重おもいボウリングの球たまを置おくと、球たまの重おもみで布ぬのがグニャリと沈しずみ込こみ、すり鉢ばちのような「へこみ」ができますよね。 そのへこみの近ちかくに小ちいさなパチンコ玉だまを置おくと、パチンコ玉だまはへこみに沿そって中央ちゅうおうのボウリングの球たまへと転ころがり落おちていきます。

これが、重力じゅうりょくがモノを引ひき寄よせる本当ほんとうの正体しょうたいです。 重おもい星ほしが宇宙空間うちゅうくうかんをグニャリとへこませることで、周まわりにあるモノやすべての物質ぶっしつが引ひき寄よせられているのです。

月つきが地球ちきゅうに落おちてこない理由りゆう

地球ちきゅうが宇宙空間うちゅうくうかんをへこませているなら、夜空よぞらに浮うかぶ月つきも地球ちきゅうに吸すい寄よせられてドカンとぶつかりそうですよね。 なぜ月つきは落おちてこないのでしょうか？

その理由りゆうは、月つきが猛もうスピードで宇宙うちゅうを横方向よこほうこうに進すすみ続つづけているからです。

すり鉢ばちのフチに沿そってビー玉だまを勢いきおいよく転ころがすと、中心ちゅうしんにすぐ落おちず、ぐるぐると回まわり続つづけますよね。 月つきもまったく同おなじです。 地球ちきゅうのへこみに引ひき寄よせられる力ちからと、月つきの猛もうスピードによって外そとへ逃にげようとする遠心力えんしんりょくがぴったり釣つり合あっているため、落おちることなく何十億年なんじゅうおくねんも地球ちきゅうの周まわりを回まわり続つづけているのです。

月つきに行いったらどうなる？重力じゅうりょくくらべ

星ほしの重おもさで変かわる重力じゅうりょくの強つよさ

重力じゅうりょくの強つよさは、どの星ほしでも同おなじではありません。 星ほしの重おもさ（質量しつりょう）と大おおきさによって決きまるため、重おもくて中身なかみがギュッと詰つまった星ほしほど重力じゅうりょくが強つよくなります。

では、地球以外ちきゅういがいの星ほしに行いくと、私わたしたちの体からだはどうなるのでしょうか？

夜空よぞらに光ひかる月つきは、地球ちきゅうよりもずっと小ちいさく、重おもさは地球ちきゅうの約やく81分ぶんの1しかありません。 そのため、月つきの重力じゅうりょくは地球ちきゅうの「約やく6分ぶんの1」しかありません。

太陽系たいようけいで一番いちばん重力じゅうりょくが強つよい星ほしと弱よわい星ほし

太陽系たいようけいの中なかで圧倒的あっとうてきに重力じゅうりょくが強つよいのは、巨大きょだいな太陽たいようです。 太陽たいようの重力じゅうりょくは、なんと地球ちきゅうの約やく28倍ばいもあります。 もし太陽たいようの表面ひょうめんに立たつことができたとしたら、体重たいじゅう30kgの人ひとは約やく840kgになり、自分じぶんの体からだの重おもさに耐たえきれなくなってしまいます。

太陽系たいようけいで一番いちばん大おおきな惑星わくせいである木星もくせいも、地球ちきゅうの約やく2.4倍ばいの重力じゅうりょくがあり、立たっているだけでも体からだがズッシリ重おもく感かんじます。

逆ぎゃくに、宇宙うちゅうを漂ただよう小惑星しょうわくせいのような小ちいさな天体てんたいは重力じゅうりょくが非常ひじょうに弱よわく、地面じめんを少すこし強つよく蹴けっただけで宇宙空間うちゅうくうかんへフワリと飛とび出だして二度にどと戻もどれなくなってしまいます。 地球ちきゅうの重力じゅうりょくは、私わたしたちが暮くらすのにまさに「ちょうどいい強つよさ」になっているのです。

重力じゅうりょくがなくなると地球ちきゅうはどうなる？

あらゆるモノが宇宙うちゅうへ吹ふき飛とぶ

もしも今いま、突然とつぜん地球ちきゅうの重力じゅうりょくがゼロになったら、いったい何なにが起おきるでしょうか？

まず、地面じめんに立たっている人間にんげんや車くるま、建物たてものなど、地面じめんに固定こていされていないすべてのモノがフワフワと浮うき上あがります。 しかし、のんびり浮ういていられるわけではありません。

地球ちきゅうは時速じそく約やく1700キロメートル（赤道せきどう付近ふきん）という新幹線しんかんせんよりもはるかに速はやい猛もうスピードで自転じてん（回転かいてん）しています。 重力じゅうりょくという引ひき止とめる力ちからが消きえると、回転かいてんするメリーゴーランドから外そとへ放ほうり出だされるように、人間にんげんも車くるまも海うみの水みずも、すべて猛烈もうれつな勢いきおいで宇宙空間うちゅうくうかんへと弾はじき飛とばされてしまいます。

さらに、地球ちきゅうを包つつんでいる空気くうき（大気たいき）も一瞬いっしゅんで宇宙うちゅうへと逃にげてしまうため、地球ちきゅうは息いきができない過酷かこくな真空しんくうの世界せかいになってしまいます。

宇宙全体うちゅうぜんたいをつなぎとめる接着剤せっちゃくざい

重力じゅうりょくは、地球上ちきゅうじょうだけでなく、宇宙全体うちゅうぜんたいをまとめる大切たいせつな役割やくわりを果はたしています。

太陽たいようの強つよい重力じゅうりょくがあるからこそ、地球ちきゅうや火星かせい、木星もくせいなどの惑星わくせいがどこかへ飛とんでいかずに、太陽たいようの周まわりを規則正きそくただしく回まわり続つづけることができます。 また、星ほしたちが集あつまって美うつくしい銀河ぎんがを作つくったり、宇宙うちゅうのチリやガスが集あつまって新あたらしい星ほしが誕生たんじょうしたりするのも、すべて重力じゅうりょくが引ひき寄よせ合あっているおかげです。

重力じゅうりょくは、モノを地面じめんに落おとすだけの力ちからではなく、宇宙うちゅうの星々ほしぼしをつなぎとめ、私わたしたちが命いのちをつないでいくための環境かんきょうを守まもる「宇宙うちゅうの接着剤せっちゃくざい」なのです。

まとめ