【2024年9月10日(火),11日(水),12日(木),13日(金),14日(土)のダイアリー：待ちに待った「万有引力の法則」の独習！】

5日間の総集ログのような形になっております。加えて、ついにやってきました！この時が！

過去の投稿を遡ってみると、常々言い続けているワードがあります。

「万有引力」。

詳しい話は後ほど笑。

そして何より、極めて専門的な内容でもある為、”無料公開”とさせて頂いております！

そんなこんなで本村の恒例行事となった「物理基礎」。誰も一緒に勉強する人がいないということで、独習することになりました笑。その独習を行なっている過程で、”永久機関”と呼ばれる概念が登場しました（”熱”の範囲）。

永久機関というのは、エネルギーという考え方が存在しなかった時代に、エネルギーを与えなくても仕事をする機会や、エネルギーを増やす装置を作ろうと試みたところ、そんな便利な装置は作れないことに気付いたお話しです（結果的に”エネルギー保存の法則”が認識されるようになった！）

冷静に考えると、物理学における永久機関ってど素人の考え方ですが、大前提として「摩擦力」が無ければ、どうにもならない気がしています。例えば、とある坂道があったとして、その道が完全に滑らかで車には全然摩擦が発生しないと仮定すると、永久機関のような仕組みは成立すると思います。

しかし、実際はそうではありません。車をストップさせるものが存在しない空間はあり得ないということです。要するに、何かしらの摩擦力が存在しているということです。

書き出しが”永久機関”からスタートした為、今回は熱の領域がテーマの雰囲気を醸し出しておりますが、違います。

「万有引力」についてです！

いよいよ”惑星運動”や”ケプラーの法則”について学ぶことができます！

基本的には、アイザック・ニュートンが発見した「万有引力の法則」とヨハネス・ケプラーが発見した「ケプラーの法則」の２大発見が中心となって進んでいきそうです！（このテーマについて、勉強したいと1ヶ月以上も前から言っていた！過去の投稿に綴っております笑）

とりあえず「万有引力」について、勉強できることが嬉しい！という気持ちが今は一番大きい為、冷静に文章をまとめられる自信がないのですが、何とかして整理しようと思います笑。

＊基本的には、書籍「高校物理（啓林館出版）」をベースに進めていきます（同士がいる訳がない笑）。

まずは、「惑星の運動」についてです。

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◼️惑星の運動

惑星の話の入り口として、一度は聞いたことがある”天動説”と”地動説”。

▼天動説：太陽/惑星/恒星等の全ての天体は地球を中心に回転しているという考え
▼地動説：地球を含めた全ての惑星が太陽を中心とした円運動をしているという考え

要するに、太陽を軸にしているか地球第一主義かの違いですね（因みに16世紀の中頃に、地動説を広めたのは”コペルニクス”という方です）。

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◼️「宇宙物理学」の基礎を共同開発！

理学・工学系の方は知っていて当然の知識かもしれませんが、「高校物理」の”万有引力”の範囲で、”面積速度一定の法則(ケプラーの第二法則)と呼ばれる物理法則が存在します。以下3つの公式です。

▼ケプラーの法則
Ⅰ：第1法則＝惑星は、太陽を1つの焦点とする楕円軌道上を運動する。
Ⅱ：第2法則＝太陽と惑星を結ぶ線分が、単位時間に描く面積(面積速度)は、それぞれの惑星について一定である。
Ⅲ：第3法則＝惑星の公転周期Tの2乗と、楕円軌道の半長軸aの3乗の比の値は全ての惑星について同じ値である。

以上がケプラーことヨハネス・ケプラー(1571-1630)が発見した惑星運行に関する物理法則です。

ケプラーの功績は自身の名前を切り取った「ケプラーの法則」(上述済み)が代表格ではありますが、それ以上に宇宙論や物理学の概念が確立されていなかった時代に現代で言う「宇宙物理学」の礎を推論のみで構築したことにあります。＊なぜか学校では、この事を誰も言わない笑(とんでもない大偉業なのに！)

要するに、基礎となる数式や思考を全カットした状態で、ビジネスで言う”アナロジー”という手法で「宇宙物理学」を創り上げたという事です。

因みにケプラーが以上の事を行えたのは、自分一人の力ではなく、最初に述べた「地動説」の考えがあったからでもあります。

初期の時代に絶対と言っていいほど信じられていた「天動説」を極刑覚悟で挑み、勝利した「地動説」。その説をベースに”ティコ・ブラーエ”という方が高精度で惑星観測をし続けておりました。そして、「地動説」の考えとティコ・ブラーエの観測結果の二つを合わせ持ってケプラー自身が新たな物理法則を確立したという経緯になります(単発で終わるのではなく、全てリンクしているところが非常に興味深い！)。

実際のところ、「ケプラーの法則」は当時の太陽を周回する惑星以外に、彗星や、太陽系小天体にも応用できると成されているみたいです(恐ろしい！)

「万有引力の法則」の領域は当然ですが、宇宙空間のように理解できないくらい広いです。その為、三部作くらいに分けて綴っていこうと思います。

今回が言ってみれば「万有引力」の導入部分”エピソード1”？という感じでした笑（①惑星の運動、②「宇宙物理学」の基礎を共同開発！)

ずーっと前から勉強したかった分野でもあるので、ついに着手できて良かったです！