時空の幾何学を落ちていく ― 重力は「曲がり」だった

一般相対性理論（アインシュタイン、1915年）では、重力は離れた物体どうしを引っぱる力ではなく、質量やエネルギーによって時空そのものが曲がることだと考えます。何の力も受けずに落ちていく物体は、曲がった時空の中で「できるだけまっすぐな道」＝測地線をたどります。惑星の公転も、リンゴの落下も、その測地線です。

この画面の格子は、その考え方を見えるようにした模式図です。4次元の時空はそのまま描けないので、空間の歪みを誇張して表し、格子の色で「時計の進み方」（重力による時間の遅れ）を表しています。「落ちていく空間」は、ブラックホールなどを説明する「川のモデル」（ガルストランド＝パンルヴェ座標）にもとづき、遠くで静止していた物体が自由落下する速さ √(2GM/r) で空間が中心へ流れ込むように描いています。数値は分かりやすさのために拡大しています。