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時間、空間、重力-相対運動の原因

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人間と石の間の相対運動の原因は、重力ではなく、地面からの力のせいだと結論されるのです。人間も重力しか受けていないなら、石と一緒に落下するので相対運動は起こらず、したがってなんにも「力がはたらいてない」と言えるでしょう。これが無重力系です。

地上に立った人が手に持った石を手放せば石は落下します。そこで石に重力がはたらいていると言います。しかし重力は石だけでなく人間にもはたらいているのに、落下はしません。この理由は、人間は地面と接触してそこから上向きの力を余分に受けているからです。運動は相対的だから、今度は石の方から人間を見てみましょう。すると人間が上昇していきます。そしてその上昇運動の原因は、地面からの力だと解釈するでしょう。

重力は無重力系の構造、すなわち時間空間の構造をきめる。重力崩壊した星の周りの無重力系は中心に向かって落下しています。このためにその系に対して光速で外に走り続けても、ずるずると中心に向かってひきずり下ろされていくのです。この様子は、ちょうど、下りのエスカレーターに乗って一生懸命上に昇ろうとしている人にたとえられます。

運動を人間から見るか石から見るか?

運動を人間から見るか、石から見るか?これは運動を見るときの基盤系の差です。そこで問題となるのは、光が一定の速さで運動するのはどんな基準系に対してか?という点です。答えは無重力系という基準系がそれに当たるということです。

重力崩壊した星の周りには外向きに走る光が止まって、見える面ができ、それは地平面と呼ばれます。その半径は質量に比例し、太陽質量の一〇倍ならその面の半径は約三〇キロです。光は一番速いものだから、これより速くなれない一切のものはこの地平面を通して出てこられません。これがブラックホールです。

エスカレーターが無重力系、エスカレーターの上を一定速度で昇っているのが光。もしエスカレーターの下りの速度と昇っている人の速度が同じなら、その人は外からは止まっているように見えるでしょう。しかし、一生懸命走っているからこそ止まって、いられるのです。

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