ジオイドについて調べていたのに気がついたら素粒子について調べていました……。
「引力とは、全ての物体が持つ互いを引きつけ合う力で、物体の質量が大きいほどその力は大きくなる」
この説明でも十分だと思うが、ジオイドが凸凹している理由のイメージが付きやすくなると思うので
引力と素粒子の関係について簡単にまとめてみた。
●引力、それは「引力」であって「引力」ではない
引力は素粒子と関係している。
素粒子とは、物質を構成する最小の単位。
全ての物質は原子によって構成されており、原子の真ん中には原子核というものがある。
この原子核は陽子という粒と中性子という粒で出来ており、この2つの粒は「素粒子」から出来ている。
……つまりめっちゃちっちゃい粒。大きさは10^-16(cm)。めっちゃちっちゃい。
この素粒子というもの、この世界を縦横無尽に物質を透過しながら飛び回っている。
そして素粒子が物質を透過する際に圧力を与えている。
イメージでは、ざる(物質)を持ってその上から水(素粒子)を流すと水は透過していくけれどざるには重さ(圧力)がかかる。
※このザルを手に持っているイメージをしてみよう！
これと同じらしい。
「地球の引力」というのは、地球の裏側から地球を貫通してきた弱った素粒子群と上(宇宙)から飛んできた強い素粒子群との
圧力差によって発生する。
つまり地球上の物質は、下(地球の裏側)からの弱い圧力と上(宇宙)からの強い圧力によって抑えつけられてる。
そう、これが「地球の引力」。言い換えれば宇宙からの圧力。すごいプレッシャーだ。
●地球と質量と引力
「引力は質量の大きいもの程、その力は大きくなる」
これを先程説明した素粒子との関係でイメージすると、
「質量の大きいものほど、素粒子が透過する際に圧力を強く受ける」ということではないか。
地球上のある場所の引力は
下からの圧力 = 1 、 上からの圧力 = 2 とし、
2 - 1 = 1
1引力。
その場所に素粒子が透過する際に圧力を2倍受ける質量の大きいものがあるとすると、
2 × 2 - 1 × 2 = 2
2引力。
つまり、質量の大きいものがある場所ほど引力は強くなる。
と、いうことは地球上では場所によって山があったり谷があったり、
地面の中にある物質が砂だったり石だったり金だったりダイヤモンドだったりで
地球の場所によって引力が変わるのである。
引力 ＋ 遠心力 ＝ 重力
この仮定の式に乗っ取り重力についてまとめれば、
「重力は遠心力により地軸から離れれば離れるほど弱くなり、質量の異なる場所によって強かったり弱かったりする」
「重力の等ポテンシャル面」たる「ジオイド」もこの重力の影響を受け凸凹の洋ナシを横に倒したような形をしているのだ。
●結局、「重力の等ポテンシャル面」って何なの？
「同じの重力を受ける点を結んだ面」といえば、どうだろう。
東京湾の海面を思い浮かべる。
この海面は引力と遠心力が互いに作用し一定の重力により落ち着いている。
引力を「10」とし、遠心力を「9」としたらこの海面が落ち着く重力は「1」となる。
つまり、日本のジオイド面である「重力の等ポテンシャル面」はこの場合の重量が｢１｣となる場所なのだ。
そして、質量が大きい物体がある場所、つまり引力の強い場所を引力「12」とした場合、
遠心力が「11」になる場所をジオイド面が通る。
遠心力は地軸から離れれば離れるほど強くなるため、この場所のジオイド面は地球の楕円体と比べて膨らんだように見える。
引力が強い場所ほどジオイド面は膨らみ、弱い場所ほどくぼむ。
●ジオイドとは
平均海面の重力がある一定の面、つまり「重力の等ポテンシャル面」である。
なんとなーく、判ったでしょうか？