地球上の重力はどのくらい強いですか？

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重力はかなり素晴らしい基本的な力です。それが地球の快適さのためでなければ1 g、物体が地球に向かって9.8 m /s²の速度で落下するため、全員が宇宙空間に浮かび上がります。そしてそれがなければ、私たちの陸生種はすべて、筋肉が変性するにつれてゆっくりと衰弱して死に、骨がもろくて弱くなり、臓器が適切に機能しなくなりました。

したがって、重力は地球上の生命の事実であるだけでなく、そのための前提条件であると誇張することなく言うことができます。しかし、人間はこの岩から降りることに熱心であるように見えるので、「地球の緊密な絆」を脱出するのです-地球の重力を理解し、脱出するために何が必要かを理解する必要があります。では、地球の重力はどれほど強いのでしょうか。

定義：

それを分解するために、重力は質量を持っているすべてのものが互いに向かってもたらされる自然現象です。すなわち、小惑星、惑星、星、銀河、スーパークラスターなど。物体が持つ質量が大きいほど、それはより多くの重力を発揮しますその周りのオブジェクトに。オブジェクトの重力も距離に依存します。つまり、オブジェクトに作用する量は、距離が大きくなると減少します。

重力はまた、自然界のすべての相互作用を支配する4つの基本的な力の1つです（弱い核力、強い核力、電磁気とともに）。これらの力のうち、重力は最も弱く、約10³⁸ 強い核力よりも弱い時間、10³⁶ 電磁力よりも弱い時間と10²⁹ 弱い核力よりも時間は弱い。

結果として、重力は最小のスケールの物質（すなわち、サブ原子粒子）に無視できる影響を及ぼします。しかし、惑星、星、銀河などの巨視的なレベルでは、重力が物質の相互作用に影響を与える主要な力です。それは天体の形成、形、軌道を引き起こし、天体の振る舞いを支配します。また、初期の宇宙の進化にも大きな役割を果たしました。

それは、物質が一緒に凝集して、重力崩壊を受けて最初の星を形成するガスの雲を形成する原因でした–その後、それらは一緒に引き寄せられて、最初の銀河を形成しました。そして、個々の星系の中で、それは塵とガスが合体して惑星を形成する原因となりました。また、星を取り巻く惑星の軌道、惑星を取り巻く月の軌道、銀河の中心を中心とした星の回転、銀河の結合なども制御します。

普遍的な重力と相対性理論：

エネルギーと質量は同等であるため、光を含むすべてのエネルギー形態も重力を引き起こし、その影響を受けます。これはアインシュタインの一般相対性理論と一致しており、重力の振る舞いを説明する最良の方法であり続けます。この理論によれば、重力は力ではなく、質量/エネルギーの不均一な分布によって引き起こされる時空の曲率の結果です。

この時空の曲率の最も極端な例はブラックホールで、そこからは何も逃げることができません。ブラックホールは通常、超新星を行った超大質量星の産物であり、大量の白い矮星の残骸を残します。その脱出速度は光速よりも大きくなります。重力の増加はまた、時間の経過がよりゆっくりと発生する、重力による時間の拡張をもたらします。

ただし、ほとんどのアプリケーションでは、重力はニュートンの万有引力の法則によって最もよく説明されています。この引力の強さは数学的に計算でき、吸引力はそれらの質量の積に正比例し、それらの間の距離の2乗に反比例します。

地球の重力：

地球では、重力が物理的なオブジェクトに重みを与え、海の潮汐を引き起こします。地球の重力は、惑星の質量と密度の結果です– 5.97237×10²⁴ kg（1.31668×10²⁵ lbs）および5.514 g / cm³、それぞれ。この結果、地球の表面に近い重力強度は9.8 m /s²になります（1とも呼ばれます）。 g）、表面から離れるほど自然に減少します。

さらに、地球上の重力は実際には、あなたが地球上に立っている場所に応じて変化します。最初の理由は、地球が回転しているためです。これは、赤道での地球の重力が9.789 m / sであることを意味します²、極での重力は9.832 m / s²。言い換えると、求心力のために、赤道よりも極の方が重くなりますが、わずかに重くなります。

最後に、重力は、自分の下の地球の下にあるものに応じて変化する可能性があります。高密度の岩石や鉱物のように、質量の濃度が高くなると、感じる重力が変わる可能性があります。しかし、もちろん、この量は目立たないほどわずかです。 NASAのミッションは、地球の重力場を信じられないほど正確にマッピングし、場所に応じてその強さの変化を示しています。

地球の中心から離れているため、重力も高度とともに減少します。登山から山の頂上への力の減少はかなり小さい（エベレストの頂上では0.28％重力が小さい）が、国際宇宙ステーション（ISS）に到達するのに十分な高さの場合、90％が発生します。あなたが表面で感じる重力の力の。

しかし、ステーションは自由落下の状態にあるため（そして宇宙の真空状態にもあるため）、ISSに搭載された物体や宇宙飛行士は浮遊することができます。基本的に、ステーションに乗っているすべてのものが地球に向かって同じ速度で落ちているので、ISSに乗っている人は、地球の表面の約90％の重量をまだ持っているにもかかわらず、無重力の感覚を持っています。

地球の重力は、地球の「脱出速度」が11.186 km / s（6.951 mi / s）であることも原因です。基本的に、これは、ロケットが地球の重力から解放されて宇宙に到達することを期待できる前に、ロケットがこの速度を達成する必要があることを意味します。そして、ほとんどのロケット打ち上げでは、彼らの推力の大部分はこの仕事だけに費やされています。

地球の重力と他の天体に対する重力の違いによるもの–月のような（1.62 m /s²; 0.1654g）と火星（3.711 m /s²; 0.376 g）–科学者たちは、これらの遺体への長期ミッションを行った宇宙飛行士にどのような影響があるかは不明です。

研究により、微小重力下での長時間のミッション（つまり、ISS）が宇宙飛行士の健康（骨密度の低下、筋肉の変性、臓器の損傷、視力の低下など）に有害な影響を与えることが示されていますが、その影響に関する研究は行われていません低重力環境。しかし、月に戻るために作成された複数の提案と、NASAが提案した「火星への旅」を考えると、その情報は今後公開されるはずです。

私たち人間は地球上の生物として、地球の重力によって祝福され、呪われています。一方で、それは宇宙に入るのをかなり難しくて高価にします。一方で、私たちの種は数十億年に及ぶ種の進化の産物であるので、それは私たちの健康を保証します1 g 環境。

真に宇宙に住み、惑星間の種になることを望んでいる場合、微小重力と低重力にどう対処するかをよりよく理解します。そうでなければ、私たちの誰もが非常に長い間世界を離れることはありません！

Earth for Space Magazineに関する記事を多数掲載しています。重力の起源はどこにあるのか、重力を発見したのは誰なのか、なぜ地球が丸いのか、なぜ太陽は月を盗まないのか、人工重力を作ることができるのか、そして「ポツダム重力ポテト」は地球の重力の変化を示す。

地球上でより多くのリソースが必要ですか？これは、NASAのHuman Spaceflightページへのリンクと、NASAのVisible Earthです。

また、太陽系のツアーの一部として、地球に関する天文学のキャストのエピソードを録音しました。エピソード51：地球、およびエピソード318：脱出速度。

出典：