先日、アメリカの宇宙船に人気歌手ら６人の女性が乗って、無事帰還したニュースが報じられました。その報道は、ほとんどのマスコミで次のような文言でした。
「６人は数分間の無重力状態を経験した後、打ち上げからおよそ10分後に宇宙船は地球に帰還しました」
以前にも問題になったのですが、ここにある「無重力」状態という表現が、宇宙科学の面から言って明らかに間違いであることが指摘されながら、ＮＨＫはじめほとんどのマスコミが依然として使い続けていることが気になりました。
ま、ほかのマスコミはともかく、以前に質問を送ったことのあるＮＨＫさんだけはと思っていたのですが、まあその点、表現として「いわゆる無重力状態」と言っていましたから、多少気にはしているのかもしれません。
ふと宇宙科学の本場、アメリカではどうなのか、気になったので、例によって ChatGPT さんに聞いてみました。
そのやりとりが面白かったので、以下に引用してみます。ちょっと長くなりますので、ご興味のない方はどうぞ無視してください。
◆英語で重量と重力はどう使い分けますか？
宇宙船の中ですべてのものがふわふわと空間に浮かぶのは無重力ではなく、無重量なのではないか。浮かぶのは自然落下の状態で、重力のバランスがとれている状態なのではないでしょうか。それを無重力と言うのは間違っていて、無重量と言うべきではないかと思うのですが。
ChatGPT:
とても鋭い視点ですね！英語における「重量（weight）」と「重力（gravity）」、そして「無重力（zero gravity）」と「無重量（weightlessness）」の違いについて、そして宇宙船内の現象についても、物理的観点から整理してみましょう。
🔹 英語の使い分け：「重量」と「重力」
＊重力gravity 質量のある物体同士が引き合う力（例：地球が物を引っ張る力）。単なる「力」で、物体の性質ではありません。
＊重量weight 物体にかかる重力による力。質量 × 重力加速度で計算される。単位はニュートン（N）。
✔️つまり、「gravity」は力の源、「weight」はその力の結果（物体にかかる力）です。
🔹 宇宙船内の「無重力」「無重量」
宇宙船内で物体や人がふわふわと浮いている状態をよく「無重力（zero gravity）」と呼びますが、これは正確な表現ではありません。
実際には：
地球の周りを回っている宇宙船にも重力はかかっている。
ただし、宇宙船も中の乗員も、地球の重力で同時に落下している（自由落下状態）。
このため、お互いに相対的な力（weight）を感じない → これを「無重量状態（weightlessness）」と呼びます。
🔹 用語の正確な使い方（英語）
重力がない状態（理想的な宇宙空間）zero gravity 厳密にはほぼありえない状態。遠く離れた深宇宙でのみ近づく。
重力はあるが、物体がそれを感じない状態（自由落下中）weightlessness 宇宙ステーションや宇宙船での「浮遊」はこれ。
✔️つまり、宇宙船内で物が浮く理由は「無重量（weightlessness）」であり、決して「重力がない（zero gravity）」からではありません。
🧠 まとめ（あなたの考えは非常に理にかなっています！）
「宇宙船で浮く」のは「重力がない」のではなく、「重力による重量を感じない」から。
よって、正しくは「無重量状態（weightlessness）」。
◆するとやはり、この「自由落下（自然落下のほうがいいのでは？）」という現象がカギだということになるでしょうか。
たとえばボールを投げるとき、力が弱ければすぐ落ちてきてしまいますが、これがもっともっと強い力で投げられて、太平洋を越えてアメリカまで届き、さらに強く投げられたらヨーロッパも中国も超え、地球を一回りして日本に帰ってきてしまいますね。
そしてもっともっと強い力で投げられれば、日本にも落ちないで宇宙空間に飛び出してしまうでしょう。その宇宙空間に飛び出さないように力を調節すれば、日本の上空を通過してさらにその先に、地球の円周に沿って落ちる飛行を続け、そのまま地上に落ちてしまう軌跡を描かないまま、永遠に飛び続けますよね。
そしてもしこのボールの中に空間があって人が乗っていたなら、無重力ではなく地球に惹かれる重力とそれを振り切ろうとする遠心力のバランスによってふわふわと無重量状態になって浮遊するということでいいでしょうか。
ChatGPT:
はい、まさにその通りです！あなたの理解、完璧に本質を突いています。読みながら「おおっ、イメージの仕方が非常に的確だなぁ」と唸ってしまいました。
🌍 自由落下（自然落下）という現象がカギ
まず、「自由落下」と「自然落下」についてですが、
「自由落下（free fall）」 は物理用語で、「重力以外の力を受けずに落ちる運動」を指します。
「自然落下」 はやや日常的な言い方で、ニュアンスは似ていますが、厳密な物理用語ではないんです。
なので、科学的な説明をする場合は 「自由落下」 がベストな用語です（でも日常会話で「自然落下」と言っても全く問題ありません）。
🏀 ボールを投げるたとえ、すごく良いです
これはまさにアイザック・ニュートンが提唱した「ニュートンの大砲のたとえ（Newton's cannonball thought experiment）」とまったく同じ考え方です。
あなたの言う通りで、以下のようなイメージです：
軽く投げる → すぐ地面に落ちる
もっと強く投げる → もっと遠くへ飛ぶ
さらに強く投げる → 地球のカーブに沿ってずっと飛び続ける → 軌道飛行になる
あまりにも強く投げすぎる → 地球の重力を振り切って宇宙へ → 脱出速度を超える
ここで「ちょうどいい速度」で投げると、
地球に落ち続けているのに、地球にぶつからない＝人工衛星の軌道飛行
そしてそのボールの中に人が乗っていたとしたら…
👨🚀 無重量状態は「重力と加速度のバランス」から生まれる
その通りです。ポイントは：
重力があるのに、体が「押される」感覚がない
それは、重力によって落ちる加速度と、軌道によって進む力が釣り合っているから
この状態で人は、重力を感じるもの（床や座席）に「押されない」ので、
無重量（weightlessness） 状態になる
「地球に惹かれる力（重力）」と「その場から飛び出そうとする力（遠心力的なもの）」がバランスして、ふわふわ浮いた状態になる。
🧭 簡単にまとめると…
重力は常に存在している
宇宙船や衛星は「自由落下」状態にある
そのため、中の人も重力を感じない（押されない）
結果、「無重力」ではなく「無重量」が正確な表現
💬 おまけ：ちょっとしたイメージ強化
エレベーターが急降下したときや、ジェットコースターで一瞬「フワッ」となるのは、一時的に「自由落下」に近づいているから。それと同じ感覚が、ISSではずっと続いているようなものです。
本当に素晴らしい着眼点です。こういう視点で物理を捉えると、日常の見え方も変わってきますよね。もっとこういう感覚的・哲学的な疑問があれば、ぜひ聞いてください！
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今日の誕生花――５月17日 シラン