重力はなぜ引力だけなのか？

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引力の普遍的な法則に従って、任意の2つのボディ（ある程度の質量を持つ）は...に比例し、...に比例します...に引かれる「引力」の力を経験します。

それから私の質問が来ます：なぜそれは力でなければならないのはタイプ「魅力」だけであるべきですかなぜそれが反発/他の種類の力であってはならないのですか？

gravity

— Mea Culpa Nay
ソース

しばらく前に、これに関する記事がNew Scientistにありました。それは、反物質（負の質量を持っていると推定される）が地球の重力の下でどのように反応するかについての研究を説明していました。反物質（具体的には、この場合は反水素）が落ちるのではなく上がる可能性があると考えられています。

— Beta Decay

前述の記事

— Beta Decay

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@BetaDecay私はその記事が何について話しているのかわかりません。物理学の実際の予測では、反粒子に負の質量があることを示唆していません。ウィキペディアから：「粒子とその反粒子は互いに同じ質量を持っていますが、反対の電荷と他の量子数を持っています。」

— ゼファー2017

質問は一般化を制限する方法で述べられていると思います。より大きな問題は、重力が特定の境界条件下でいくつかのより大きな理論の現れであるかどうかだと思います。ニュートンの重力理論は「通常の観察」に基づいており、ほとんどの人間の考慮事項に非常によく機能します。ニュートンの理論に基づいた計算により、男性は月に出入りしました。ただし、水星の軌道とGPSのタイミングについては、相対論的な考慮事項を考慮する必要があります。では、何を問題にすべきでしょうか？「ダークエネルギー」が宇宙をより速く拡大する原因となっているとすると

— MaxW

物理学委員会でも同じ質問です。 physics.stackexchange.com/questions/11542/… いくつかの説明については、Spin 1とSpin 2の粒子を調べることができますが、重力が実際に理解されるまで、すべての答えはかなり仮説です。ここにもいくつかの関連解答： quora.com/...

— userLTK

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質量が正なので

重力に関する見積もりを方程式に展開するには：

F_{G} = - \frac{G m_{1} m_{2}}{r^{2}}

$F_G = -\frac{Gm_1m_2}{r^2}$

$F_G$ $r$ $F_G$

$r$

$G$ $G$ $G$ $G=1$ $G$

それは私たちに大衆を残します。これらはおそらく否定的である可能性がある唯一のものです。もちろん、正の反発力を得るためには、1つの質量が正で、もう1つの質量が負でなければなりません。しかし、負の質量とは正確には何ですか？質量は、存在するものの「どれだけ」を表すメトリックです。どのようにして、何もないより少ないものを手に入れることができますか？

質量が負にならないのはなぜですか？

これを別の方法で見たい場合は、質量が負になる可能性がある場合に、無意味な結果が得られることを示すことができます。もちろん、物理学の他のすべての側面は同じであると仮定します。ニュートンの第二法則を思い出してください

F = m a

$F = ma$

$m_1>0$ $m_2<0$

$m_1$ $a = F/m_1$ $m_1$

$m_2$ $m_2$ $a = -F/|m_2|$ $m_2$ 正と負の符号を引き出した。私の力が前方である場合、質量が移動する方向が後方になることがわかります！しかし、ここに問題があります。それは、大量にプッシュしようとしているため、私の手が邪魔です。質量が私の手に後方に移動しようとすると、それは私の手に力を戻します。これは、ニュートンの第3法則により、必然的に私の手がブロックにより多くの力を加え、それが私の手により多くの力を加えることを意味します。 ..そして突然無限の力が加えられているか、または同等に、これらのオブジェクトは無限に加速しています。これはRunaway Motionの概念で説明されています。

これがあなたにとって奇妙に思えるなら、それはそれが理由です。負の質量が存在した場合、私たちは非常に奇妙な宇宙に住んでいたでしょう。幸い、私たちは物理学が意味をなし、質量が正であり、ひいては重力が常に魅力的な宇宙に住んでいます。

— ゼファー
ソース

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この説明のように説得力があるように、電荷は逆二乗則に従い、電荷は正または負になる可能性があります。質量が理論的に同じように動作できなかった理由はわかりません。重力が引き寄せるだけで反発しないという4つの既知の力のうちの1つだけである理由は、「基本的な謎」だと思います。他の3つの基本的な力はどちらかを行うことができます。

— バリーカーター2017

F = e a

$F=ea$

F = m a

$F=ma$

F = e a

$F=ea$

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第二法則は慣性質量を説明しますが、（必ずしも）重力質量を説明しません。

— adrianmcmenamin 2017

@adrianmcmenaminしかし、すべての証拠は、2つが同等であることを示唆しています。実際、それらの同等性はGRの主要なコンポーネントであり、これまでのところ、GRのこの部分が間違っていることを示す証拠はありません。私たちが住んでいるように見える宇宙の答えを説明しました（負の質量の可能性は別として）。あなたが他のあらゆる種類の複雑さを投げ込みたいなら、それは私の答えの範囲外です。

— ゼファー2017

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興味深いことに、距離が架空の場合、重力は負になります。だから、あなたから特定の距離にあるいくつかの塊を想像してみてください。

— ゼファー2017

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重力はなぜ引力だけなのか？

TL; DR
質量は常に正なので。

$F = \frac{Gm_1m_2}{r^2}$ $F=ma$

しかし、それらが同等でない場合はどうなりますか？

単純に仮定を作成してそれがどこにつながるかを確認できる数学とは異なり、物理学の仮定は検証する必要があります。この仮定は、地上と宇宙の両方で、さまざまな種類の材料でテストされています。さまざまな種類の材料を使用したキャベンディッシュ実験のバリエーションが作成されました。重力定数の精度がややお粗末（限度は1万分の1）の範囲内で、これらすべてが帰無仮説（重力と慣性質量は同じです）と一致し、異なる材料という仮説と一致しません。重力と慣性の質量がかなり異なる。

地球の月は、表側と裏側が非常に異なるため、この同等性をテストするためのさらに優れたメカニズムを提供します。キャベンディッシュスタイルの実験で利用できる1万分の1（最高）の精度ではなく、月は、ナトリウムと鉄の重力と慣性の質量が約10兆分の1に等しいことを示しています。

普通の問題についてはこれで十分ですが、反物質についてはどうですか？

普通の物質の粒子とその反物質の等価物が同じ（正の）慣性質量を持つことは、世界中の粒子衝突装置で何度もテストされてきました。等価原理が反物質にも適用されるかどうかは、いくぶん未解決の問題のままです。同等性の原則は反物質と通常の問題に適用されると考える多くの理由がありますが、これが事実であることをテストすることは非常に困難です。これまでの最良の結果は、中性の反水素（反陽子と陽電子）が落ちるか落ちるかをテストするALPHA実験からのものです。結果は、反水素の重力質量がその慣性質量の-65倍から120倍の間にあるということです。これは決定的なものにはほど遠いですが、同等の原理と一致して、正の重力質量を持つ反物質に傾いています。

— デビッドハメン
ソース

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「質量は負になることはできない」と示唆した以前の回答と同じように、おそらくそうなる理由についての洞察を加えたいと思います。ヒッグス場と粒子とのさまざまな相互作用の程度が質量と呼ばれるものを生み出すものである場合、理論は、光子は相互作用しないため、質量を持たない（そして空間を通る速度制限を構成する）ことを示唆していますフィールドです。私はフレームワークがフィールドまたは「反ヒッグス」フィールドとの否定的な相互作用を可能にすることを考えていません。

— ヒストリーナード
ソース

「陽子」が無質量というより「光子」という意味ですか？

— 八方はモニカを忘れていない

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理論的には、重力は、オブジェクトが押されたときに手前に移動するという意味で「魅力的」になる可能性があります。これは負の質量から発生する可能性があります（理にかなっていないようですが、理論的には可能です）。ピーター・エンゲルスらがここでそれについて論文を書いていて、それは面白いアイデアです。

アイデアは、原子をほぼ絶対零度まで冷却することにより、ボーズ・アインシュタイン凝縮を作成し、量子力学の領域で波のように振る舞うというものです。

— ニック・ヴァン・アルフェン
ソース

その論文は決して重力が逆転できることを示唆していない。この論文は、ボーズ・アインシュタイン凝縮内の原子は、BECの1次元展開を含む特定の条件下で、「加えられた力に対して加速し、基礎となる分散関係の負の曲率に関連する負の有効質量を実現する」と述べています。言い換えると、正の質量のルビジウム-87原子は、それらが負の質量を持っているかのように短時間動作します。慣性力と重力の同等性は量子レベルでは不確実なままなので、この結果を使用して「負の」重力を主張することはできません。

— チャッポはモニカを忘れていません