素粒子物理を研究しています。ツイッター(@tohru_takahs)では日常のもろもろをつぶやいています。以前のブログがノートになっています。ブログのタイトルは,最近スマートスピーカによく言ってる言葉です。タイマー3分」2016年2月28日日曜日アインシュタイン人生最大の思いつき地上で重りと羽を同時に落下させたら,重りが直ぐに落下して,羽はひらひらとゆっくり落ちます。これは地球上の空気抵抗のせいです。空気がなければ重たい物も,軽い物も同じように落下することが知られています。中学校の理科で習うでしょうか。ガリレオがピサの斜塔から物を落として実験したというこことでも有名です。現代版の実験の様子がここにあります。(長いので結果だけなら2分40秒くらいから)https://www.youtube.com/watch?v=E43-CfukEgs&feature=youtu.be地球上で物体がうける力,即ち重力は質量×重力加速度と書くことができます。重力加速度というのはいわゆるgで,決まった値(常数)です。重力は重たい物ほど強く働くということを表しています。高校でニュートンの運動方程式というのを習います。(F=maと言うやつ)力が大きいと加速度が大きくなる。同じ力でも質量が大きいと加速度は小さい(動きにくい)ということを式で表しています。これとニュートンの運動方程式を合わせると質量×加速度=質量×重力加速度となります。これが地球上で物を落とした時の振る舞いを表す式です。両辺に同じ質量があるので,地球上では加速度=重力加速度つまり,どんな質量の物体も落下の加速度はgになります。地上ではどんな質量のものでも同時に落ちることを証明したことになります。力=質量×加速度にでてくる質量は同じものでしょうか。重力にでてくる質量は重力という作用によって物が引っ張られるときに現れるもの,重力質量と呼びましょう。ニュートンの運動方程式にでてくる質量は物体の動きにくさを表すもの,慣性質量と呼ばれます。考えると,同じ質量でも両者は異なる意味を持っています。言い換えると,重力質量と慣性質量が同じであるという理由はどこにもないのです。(g)=慣性質量×加速度です。考えていくと,ガリレオが実験で示した,重たい物も軽い物も落下の加速度は同じ,というのは,重力質量と慣性質量が等しいことを証明したという意味になるのです。ガリレオの時代の実験精度はそれほど良い物ではありませんが,今ではこのことは非常に高い精度で確かめられています。両者が等しいことを理論的に導くことはできないのです。やってみたら等しかった,という話です。ここでアインシュタインの登場です。アインシュタインは重力質量と慣性質量が等しいと言うことを原理として採用しました。重力質量=慣性質量は正しいと「仮定」したのです。これは,「等価原理」とよばれ,一般相対性理論のもとになった考え方です。アインシュタインが生涯で最も大きな思いつきといったくらい重要なものです。(アインシュタインはもう少し厳密な言い方をしていますが,,)次週3月4日の重力茶会では,等価原理がなぜ重要というあたりから,重力について話を始めてみたいと考えていますが。重力茶はいかが?最近,ブログの更新をサボっていて,いざ書こうと思ったら,あれも書いていない,これも書いていないと,,いろいろ出てきて,収拾がつかない。いうわけで,過去のことは置いて,先の話(と言っても今日だが)を書こう。昨年のノーベル物理学賞が梶田隆章さんとアーサー・マクドナルドさんに授与された。業績はニュートリノ振動に関してだ。その時,ニュートリノって何とか,幽霊粒子?とかちまたで話題になったこともあって,急遽(というほどでもないが)広島市で皆さんと語り合う機会をもった。Neutrinoノーベル賞緊急企画「ニュートリノってなんなのか飲みながら話す会」だ。10人くらいの小さな集まりだったが,来て頂いた方にはそれなりに楽しんでいただいたようで,当日都合がつかなかったあから次の機会を,という言葉も伝わってきた。そこで,ということで,広大カフェスタッフの小坂さんが第2弾を企画してくれた。今度は,物理学賞だけでなく,医学生理学賞,化学賞の話と一緒に,自然科学系特集にした。場所は西条の居酒屋と屋さん。こんな駄文を書いていて良いのだろうか。医学生理学賞,化学賞を話すのは私ではない。広大理学部のサイエンスカフェが誇るカフェマスター福原さんの出番。これだけでも十分話題があると思っていたのだが,2月11日の大ニュースが飛び込んできた。