NHK カルチャー講義 〜重力の謎（第３回）

NHK カルチャー講義「惑星科学最前線 ～重力の謎 ニュートンからアインシュタインまで～」の第３回目の講義資料です。

Transcript

1. 2016೥8݄21೔ɹNHKΧϧνϟʔകాڭࣨ ࿭੕Պֶ࠷લઢ ɹʙॏྗͷṖɹχϡʔτϯ͔ΒΞΠϯγϡλΠϯ·Ͱʙɹ ژ౎େֶ Ӊ஦෺ཧֶڭࣨɹࠤʑ໦وڭ
2. ߨ࠲ͷ಺༰ ✤ ෺ཧֶͷൃలͷྺ࢙
 ɹྗֶΛத৺ͱͨ͠جૅ෺ཧֶͷൃలͷྺ࢙ ✤ χϡʔτϯྗֶͷੈք
 ɹສ༗Ҿྗͷ๏ଇͷൃݟͱɺఱจֶͷਐల ✤ ΞΠϯγϡλΠϯҎ߱ͷݱ୅෺ཧֶ
 ɹ૬ରੑཧ࿦ͷߏஙͱɺॏྗ೾ఱจֶͷນ։͚
3. ߨ࠲ͷ಺༰ ✤ ෺ཧֶͷൃలͷྺ࢙
 ɹྗֶΛத৺ͱͨ͠جૅ෺ཧֶͷൃలͷྺ࢙ ✤ χϡʔτϯྗֶͷੈք
 ɹສ༗Ҿྗͷ๏ଇͷൃݟͱɺఱจֶͷਐల ✤ ΞΠϯγϡλΠϯҎ߱ͷݱ୅෺ཧֶ
 ɹ૬ରੑཧ࿦ͷߏஙͱɺॏྗ೾ఱจֶͷນ։͚
4. ಛघ૬ରੑཧ࿦
5. ಛघ૬ରੑཧ࿦ͱҰൠ૬ରੑཧ࿦ ಛघ૬ରੑཧ࿦ɿॏྗͷӨڹΛߟ͑ͳ͍ಛघͳ৔߹ͷཧ࿦
   ɾۭ࣌ʢ࣌ؒͱۭؒʣ͸༷ʑʹมԽ͢ΔಈతͳଘࡏͰ͋Δ
   ɾޫ଎ʹ͍ۙ଎͞ͰਐΉͱʜ
   ɹɹ࣌ؒͷྲྀΕ͕஗͘ͳΓɺ௕͕͞ॖΈɺ࣭ྔ͕૿େ͢Δ
   ɾ࣭ྔͱΤωϧΪʔ͸౳ՁͰ͋Δɿ
   
   Ұൠ૬ରੑཧ࿦ɿॏྗཧ࿦Λ૊ΈࠐΜͩҰൠతͳ৔߹ͷཧ࿦
   ɾॏྗͱ͸ۭؒͷۂ͕Γ͕Ҿ͖ى͜͢ྗͰ͋Δ
   ɾॏྗʹΑͬͯޫ΋ۂ͛ΒΕɺݟ্͔͚ޫ଎͕มԽ͢Δ
   ɾॏྗʹΑͬͯ࣌ؒͷྲྀΕ͕஗͘ͳΔ
   ɾ๲ுӉ஦ɾϒϥοΫϗʔϧɾॏྗ೾ͷ༧ݴ E = mc2
6. ಛघ૬ରੑཧ࿦ͷ֓ཁ ೥ʢΞΠϯγϡλΠϯࡀͷͱ͖ʣ
   ɹ૬ରੑݪཧ
   ʴ
   ޫ଎౓ෆมͷݪཧ
   ˠ
   ಛघ૬ରੑཧ࿦ ૬ରੑݪཧɿ
   ɹ׳ੑܥͰ͸ɺ͢΂ͯͷ෺ཧ๏ଇ͕ಉ͡Α͏ʹ੒Γཱͭ
   ޫ଎౓ෆมͷݪཧɿ
   ɹޫͷ଎౓͸ͲΜͳ؍ଌऀ͔Βݟͯ΋ৗʹҰఆͰ͋Δ ޫ଎ʹ͍ۙ଎͞ͰਐΉͱʜ
   ɹ࣌ؒͷྲྀΕ͕஗͘ͳΓɺ௕͕͞ॖΈɺ࣭ྔ͕૿େ͢Δʂ
7. ޫ଎ʹۙͮ͘ͱ࣌ؒͷྲྀΕ͕஗͘ͳΔ (c) NHK
8. ޫ଎ʹۙͮ͘ͱ௕͞ʢڑ཭ʣ͕ॖΉ ؍ଌऀʢͷྲྀΕΔ࣌ؒʣʹΑͬͯҠಈڑ཭͕ҟͳΔʁ ௕͕͞ॖΉͱ
   ໃ६͕ղܾ͞ΕΔ
9. ޫ଎ʹۙͮ͘ͱ࣭ྔ͕૿େ͢Δ E = mc2 ɹɹɹɹɹɹɹɹɹɹɹ
   ࢥߟ࣮ݧ
   ɹ଎͞ʹ͸্ݶʢʹޫ଎ʣ͕͋Δ
   ɹɹˠ
   ͍͘ΒΤωϧΪʔΛՃ͑ͯ΋ޫ଎ʹ͸౸ୡͰ͖ͳ͍
   ɹɹʢʹ͍͘ΒྗΛՃ͑ͯ΋ޫ଎ۙ͘Ͱ͸Ճ଎Ͱ͖ͳ͍ʣ
   ɹɹˠ
   ɹɹɹɹ
   ɿՃ଎Ͱ͖ͳ͍ͳΒ࣭ྔΛ૿΍͔͢͠ͳ͍ ma = F ݁࿦ɿΤωϧΪʔ͕࣭ྔʹม׵͞Εͨ
   ɹɹɹͭ·ΓɺΤωϧΪʔͱ࣭ྔ͸ຊ࣭తʹಉ͡΋ͷͰ͋Δ ʢ&ɿΤωϧΪʔ ɹNɿ੩ࢭ࣭ྔ ɹDɿޫ଎ʣ
10. ಛघ૬ରੑཧ࿦ΛΑΓਖ਼֬ʹֶͼ͍ͨํ΁ ΞΠϯγϡλΠϯͷ࠷ॳͷݪ࿦จͷશ༁ͱղઆ
11. Ұൠ૬ରੑཧ࿦
12. Ӊ஦εςʔγϣϯ͸ͳͥແॏྗঢ়ଶͳͷ͔ʁ (c) JAXA ஍ٿ͔Βͷສ༗Ҿྗͱ׳ੑྗʢԕ৺ྗʣ͕ͭΓ߹͍ͬͯΔ
    ˣ
    ॏྗͱ׳ੑྗ͸౳ՁͰ͋Γຊ࣭తʹ۠ผ͕Ͱ͖ͳ͍ʂʁ
    ˣ
    ΞΠϯγϡλΠϯͷҰൠ૬ରੑཧ࿦΁ͱܨ͕Δʂ (c) Newton (c) JAXA
13. ౳Ձݪཧ ΞΠϯγϡλΠϯͷԾఆɿ
    ׳ੑྗͱॏྗ͸۠ผͰ͖ͣຊ࣭తʹಉ͡Ͱ͋Δʢ౳Ձݪཧʣ
    ˣ
    ॏྗͱಉ͡େ͖͞Ͱٯ޲͖ͷ׳ੑྗΛಇ͔ͤΕ͹ɺ
    ॏྗΛʮফ͢ʯ͜ͱ͕Ͱ͖Δ
    ˣ
    ͜ͷͱ͖ɺ͢΂ͯͷ෺ཧ๏ଇ͸ॏྗͷӨڹͷແ͍׳ੑܥͱ
    શ͘ಉ͡Α͏ʹ੒Γཱͭ (c) Wikipedia “ಛघ૬ରੑཧ࿦͕Ճ଎౓ӡಈΛؚΜͰ͍ͳ͍͜ͱʹෆຬΛײ͍ͯ͡· ͕ͨ͠ɺ1907೥ͷ͋Δ೔ʹ;ͱࣗ༝མԼதͷ෺ମʹ͸ॏྗ͕ফ͍͑ͯ Δ͜ͱʹؾ͕෇͖·ͨ͠ɻ͜Ε͸ࢲͷੜ֔࠷ߴͷൃݟͰ͢”
14. ॏྗ৔ͷதͰ͸ޫ΋ۂ͕Δ (c) גࣜձࣾΞʔϓ
15. ஍ٿͷॏྗʹΑΓۭ͕ؒۂ͕Δ (c) χϡʔτϯ ࣗ༝མԼ͢Δശͷத͸ແॏྗ
    ঢ়ଶʹͳ͍ͬͯΔ
    ʹ
    ॏྗͷଘࡏ͠ͳ͍׳ੑܥͱ
    
    ɹશ͘ಉ͡ঢ়ଶͷ͸ͣ
    ॏྗ͸஍ٿͷத৺ํ޲Λ޲͍
    ͍ͯΔ
    ˠ
    Ϧϯΰ͸མԼʹΑΓۙͮ͘
    ॏྗ͸஍ٿʹ͍ۙํ͕େ͖͍
    ˠ
    ਓ͸ϘʔϧΑΓ଎͘མԼ ྗ͕ແ͍ͷʹ૬ରڑ཭͕มΘΔͷ͸ۭ͕ؒۂ͕͍ͬͯΔ͍ͤ
16. ॏྗ͸ۭؒͷۂ͕Γ͕Ҿ͖ى͜͢ྗͰ͋Δ (c) Wikipedia ࣭ྔ͕ۭؒΛۂ͛ɺۭؒͷۂ͕Γ͕ॏྗΛҾ͖ى͜͢
    ɾ࣭ྔ͕େ͖͍΄Ͳେ͖ۭؒ͘Λۂ͛ΔͷͰॏྗ΋େ͖͍
    ɾۭؒࣗମ͕ۂ͕ΔͨΊޫ΋ۂ͕Δ
    ɹʢʹ
    ۂ͕ۭͬͨؒͷதΛޫ͸௚ਐ͍ͯ͠Δʣ
17. ॏྗ͸ۭؒͷۂ͕Γ͕Ҿ͖ى͜͢ྗͰ͋Δ ࣭ྔ͕ۭؒΛۂ͛ɺۭؒͷۂ͕Γ͕ॏྗΛҾ͖ى͜͢
    ɾ࣭ྔ͕େ͖͍΄Ͳେ͖ۭؒ͘Λۂ͛ΔͷͰॏྗ΋େ͖͍
    ɾۭؒࣗମ͕ۂ͕ΔͨΊޫ΋ۂ͕Δ
    ɹʢʹ
    ۂ͕ۭͬͨؒͷதΛޫ͸௚ਐ͍ͯ͠Δʣ (c) χϡʔτϯ
18. ॏྗ͕ڧ͍৔ॴ΄Ͳ࣌ؒͷྲྀΕ͕஗͍ ͦΕͧΕͷ׳ੑܥʹ͓͍ͯޫ଎౓ෆมͷݪཧ͕੒Γཱͭ
    ॏྗ͕ڧ͍৔ॴͰ͸ޫͷਐΉݟ͔͚ͷڑ཭͕ԆͼΔ
    ɹˠ
    ॏྗ͕ڧ͍৔ॴ΄Ͳ࣌ؒͷྲྀΕ͕஗͘ͳΔ
    ࣭ྔ͸ۭ͚ؒͩͰͳ࣌ؒ͘΋ۂ͛Δʢ
    ۭ࣌Λۂ͛Δʣ (c) matomenai.info
19. ΞΠϯγϡλΠϯํఔࣜ Rµ⌫ 1 2 Rgµ⌫ = 8⇡G c4 Tµ⌫ ۭ࣌ͷۂ͕Γʢॏྗʣ
    ɹɹ
    ఆ਺
    º
    ෺࣭ͱΤωϧΪʔͷ෼෍
20. BreakɿΞΠϯγϡλΠϯͷҳ࿩
21. ３歳ごろまで声を発しなかった ある日の夕食のテーブルで突然話す 「スープが熱すぎるよ」 家族「なぜ今まで話さなかったの？」 「だって、今まで、しゃべる 　　　　必要がなかったんだもん」 ５歳のころ父が羅針盤を与える 針がいつも同じ方向を指すことに感動 「何もない空間の中にきっと 　　見えない力が働いているはずだ」 自然界に目に見える力以上のものがある ことを直観的に察知した (c) http://koshiro56.la.coocan.jp (c) http://www.b-family.org
22. ETHで最低の成績「1」を取り怒られる 教師「君は賢い、しかし言うことを 　　　聞かないのは大きな誤りだ」 「あの人の物理学は70年前のものだ 　自分の実験の話は聞いてくれない 　適当にあしらうのが最善の策だ」 24歳で結婚、翌年に長男を授かる 37歳で別居、離婚交渉に入る 「ノーベル賞を受賞したら 　賞金は全部あげるから離婚して」 43歳でノーベル物理学賞を受賞 無事に約束が果たされることに (c) http://koshiro56.la.coocan.jp (c) http://koshiro56.la.coocan.jp
23. マリリン・モンロー 「私の美貌と、あなたの頭脳を 　授かった赤ちゃんは、さぞ素敵でしょうね」 「その逆だったら最悪なので 　やめておきましょう」 死後に家族の許可無く剖検医師により 脳が取り出され、自宅に持ち帰られた その後、世界中に脳のスライスが送られ 40年間にわたって研究に使われた 1. 右脳と左脳の間の溝が浅い 2. 脳のサイズが小さい（軽い） 3. 記憶や学習に関わるグリア細胞が多い など、一般の人とは異なる特徴があった (c) http://ijin-meigen.seesaa.net (c) YouTube
24. Ұൠ૬ରੑཧ࿦ͷ ༧ݴͱݕূ
25. ਫ੕ͷۙ೔఺Ҡಈ ਫ੕ͷۙ೔఺͸೥Ͱ
    ඵ֯ͣͭҠಈ͢Δ ☓ ☓ ☓ աڈ ݱࡏ ະདྷ ສ༗Ҿྗͷ๏ଇ
    ˠ
    ೥Ͱඵ֯ʢඵ֯߹Θͳ͍ʣ
    Ұൠ૬ରੑཧ࿦
    ˠ
    ೥Ͱඵ֯ʂ
    ଠཅͷॏྗʹΑΓۙ๣ͷۭ͕࣌Ώ͕ΉޮՌ͕ޮ͍͍ͯΔ (c) Wikipedia
26. ॏྗϨϯζ ର৅෺ͱ؍ଌऀͷؒʹେ͖͍ॏྗݯ͕͋Δͱɺޫ͕ۂ͕Γ
    ؍ଌऀʹෳ਺ͷܦ࿏Λ௨ͬͨޫ͕౸ୡ͢Δ
    ɹˠ
    ର৅෺͕ෳ਺ͷ૾ͱͯ͠ݟ͑ͨΓ૿ޫ͞ΕͨΓ͢Δ (c) Wikipedia (c) Wikipedia
27. ॏྗϚΠΫϩϨϯζΛ༻͍ͨܥ֎࿭੕୳ࠪ (c) exoplanet.jp Beaulieu et al. 2006 ݱࡏ·Ͱʹݸͷܥ֎࿭੕Λൃݟ
    ೔ຊͷ໊େɾࡕେνʔϜ΋୳ࠪϓϩδΣΫτ
    l.0"z
    Λओಋ
28. ϒϥοΫϗʔϧ ࣭ྔΛूதͤ͞ɺ͋ΔݶքΛ௒͑ͨͱ͖ʹݱΕΔ
    ɾࣄ৅ͷ஍ฏ໘ɿͦͷ಺෦͔Β͸ޫ͑͞΋୤ग़Ͱ͖ͳ͍
    ɾಛҟ఺ɿॏྗͱີ౓͕ແݶେɺ෺ཧ๏ଇ͕੒Γཱͨͳ͍ (c) https://www45.atwiki.jp/stein_sgate/
30. Kimura et al. (2016)
31. Ӊ஦๲ு ΞϨΫαϯυϧɾϑϦʔυϚϯʢʣ
    ɾҰൠ૬ରੑཧ࿦ʹΑΔͱӉ஦͸ಈతͰ͋Δ
    ɾۭ࣌ͷӡಈํఔࣜʢϑϦʔυϚϯํఔࣜʣ
    ɹɹղ̍ɿӉ஦͸ऩॖ͢Δ
    ɹɹղ̎ɿӉ஦͸๲ு͢Δ (c) Wikipedia (c) Wikipedia ΞΠϯγϡλΠϯ
    ɾʮӉ஦͸੩తͰ͋Δ͸ͣͩʯͱ໠൓ൃ
    ɾΞΠϯγϡλΠϯํఔࣜʹʮӉ஦߲ʯΛ
    ɹՃ͑ͯ੩తͳӉ஦Λදݱ Rµ⌫ 1 2 Rgµ⌫ = 8⇡G c4 Tµ⌫ ⇤gµ⌫
32. ϋοϒϧͷ๏ଇͷൃݟ ϋοϒϧͷ๏ଇɹv = HRʢHɿϋοϒϧఆ਺ʣ ɹ΄ͱΜͲͷۜՏ͸ࢲ͔ͨͪΒԕ͔͓ͬͯ͟Γ
    ɹͦͷԕ͔͟Δૣ͞
    v
    ͸ڑ཭
    R
    ʹൺྫ͍ͯ͠Δ ˠ
    Ӊ஦͕Ұ༷ʹ๲ு͍ͯ͠Δͱ͢Δͱઆ໌͕ͭ͘
    ɹ
    Ӊ஦͸Ұ఺͔Β࢝·Γٸܹʹ๲ுʢϏοάόϯʣ (c) ࠃཱՊֶത෺ؗ (c) ٢ా৳෉
33. ॏྗ೾ ΞΠϯγϡλΠϯํఔࣜɿ
    ɹ෺࣭ͱΤωϧΪʔͷ෼෍͕มԽ͢Δͱɺۭ͕࣌มԽ͢Δ
    ˣ
    ࣭ྔΛ࣋ͭ෺ମ͕ӡಈ͢Δͱɺۭ͕࣌ۂ͕Γ͕มԽ͢Δ
    ˣ
    ۭ࣌ͷۂ͕ΓͷมԽ͸ʮ೾ʯͱͳۭͬͯ࣌Λ఻ΘΔ͸ͣ
    ͜ͷ೾ͷ͜ͱΛʮॏྗ೾ʯͱΑͿ ΞΠϯγϡλΠϯ࠷ޙͷ॓୊ɿॏྗ೾ͷ௚઀ݕग़ ϒϥοΫϗʔϧ΍தੑࢠ੕ಉ࢜ͷ߹ମ͕ى͖ͨ৔߹Ͱ΋
    ॏྗ೾౸དྷʹΑΔۭ࣌ͷ࿪Έ͸"6ʹରͯ͠ݪࢠ൒ܘ΄Ͳ
34. ॏྗ೾ͷݕग़
    ৽͍͠ఱจֶͷນ։͚
35. -*(0ʹΑΔॏྗ೾ͷॳݕग़ (c) YouTube
36. ॏྗ೾ʹΑΔ৽͍͠ఱจ؍ଌ (c) KAGRA ɾ௒৽੕രൃͷத৺෦·Ͱݟ௨ͯ͠ɺͦͷϝΧχζϜ
    ɹΛ໌Β͔ʹ͢Δ
    ɾϒϥοΫϗʔϧۙ๣ͳͲΛ௚઀ௐ΂Δ͜ͱͰɺۃݶ
    ɹঢ়ଶʹ͓͚Δۭ࣌ͷ;Δ·͍Λ໌Β͔ʹ͢Δ
    ɾதੑࢠ࿈੕߹ମͳͲͰੜ͡Δॏྗ೾Λड͚Δ͜ͱͰ
    ɹ4(3#
    ͷىݯΛ໌Β͔ʹ͢ΔɹɹɹɹɹɹɹɹɹɹFUD
37. ੈք֤ࠃͷॏྗ೾؍ଌ૷ஔ (c) KAGRA ೔ຊͷॏྗ೾๬ԕڸ
    ,"(3"
    ɾ೥݄d݄ɹࢼݧӡస׬ྃ
    ɾ೥౓தʹຊ֨తͳՔಇΛ։࢝͢Δ༧ఆ
38. ॏྗ೾ʹΑΔॳظӉ஦ͷ؍ଌ (c) Wikipedia
39. “ۭ૝͸஌ࣝΑΓॏཁͰ͋Δ ஌ࣝʹ͸ݶք͕͋Δ ૝૾ྗ͸ੈքΛแΈࠐΉ” ―ΞϧϕϧτɾΞΠϯγϡλΠϯ― (c) Wikipedia
40. http://sasakitakanori.com