重力や電磁気力の素になるエネルギーってあるんですか？

質問

重力や電磁気力の素になるエネルギーってあるんですか？
生物が生きていくには食べ物が必要だし、
自動車を動かすにはガソリンが必要ですが、
重力や電磁気力が物質間に働く時、何らかのエネルギーを消費するのですか？
もし消費するのだとしたら、そのエネルギーが無くなってしまったら
重力や電磁気力は働かなくなるのですか？

回答No.1

haragyatei · ベストアンサー

重力や電磁場はエネルギーを必要としません。重力に逆らってものを移動するには位置エネルギー分がどこからか必要ですが、何も動かさなかったらエネルギーの増減がないのでエネルギーは必要ありません。電磁場のようなものは電流を流せばうまれますが、電流を流すのにエネルギーがいらないような超電導ではエネルギーは要りません。永久磁石も磁場を作りますが、エネルギーは要りません。坂道があってこれを転がれば楽に動かせますが、坂道自身がはじめからあれば坂道の存在にはエネルギーを必要しません。重力のなかで力つりあって静止していればエネルギーの増減はありません。

お礼

丁寧な回答ありがとうございました。
重力や電磁気力が作用するため(表現が曖昧ですが)には、
物理学でいう「仕事」と「エネルギー」のエネルギーは必要ないということですね。
要するに、
重力や電磁気力は、劣化したり、枯渇したり、何らかの物質を消費するものではないというこでしょうか？

回答No.3

xNekoNyanx

ちょっと空想科学的な視点で書かせていただきます。

思うに重力や電磁気というのは、それ自体が様々なエネルギーの相互作用の中で安定した状態なのではないのでしょうか。
例えば、重力を前提とした上では、坂道に置いたボールや自動車が勝手に転がっていくことのほうが自然で、逆にこれを静止させておくことのほうがエネルギーを消費しますよね。
これをもっと広範囲で考えれば、磁石というのはN極とS極の相互作用によって絶えず磁力を発しているのであり、その状態で安定しているからこそ、磁石として成り立っているのだと思います。

同様に重力についは、太陽系全体に於ける自転と公転のバランスの賜物と言えるでしょう。円運動する物質と求心力の関係が、重力に直結しているのではないかと。

要するに、必ずしも静止している状態が、エネルギーを消費しない安定した状態だとは言い得ないのではないのでしょうか。
宇宙空間などでは原則として、加速した物質は外力を加えない限りはその速度を維持し続けると言いますよね。

自然現象というのは、人間主体で考えてしまうと納得できないことのほうが多いですよね。
実際はむしろその逆で、様々な偶発的要因によって人間が存在していると考えるべきなのでしょう。
もし仮に地球が今と異なる大きさであったら、エネルギーを安定させるために自ずと今とは異なる公転周期上にあることになるでしょうし、そうでなければ、自転と公転が維持できなくなり消滅していたことでしょう。

お礼

回答ありがとうございます。
要するに、重力や電磁気力が作用するときにエネルギーを消費しなくても
別に不思議なことではないということでしょうか。
もしエネルギーを消費するのならば、そのような宇宙は安定しないため、
すぐに消滅してしまうということかな。

回答No.2

heinfetz

物理学で知られている四種類の相互作用
即ち、「強い核力」「電磁気力」「弱い核力」「重力」ですが
これらは大本の部分で一つの力であり、宇宙創生の際に今の四つに分かれたとするのが、かの有名な大統一理論なわけです。
しいて言えばこれが
「重力や電磁気力の元になるエネルギー」
と言えない事もないと思います。

そして、重力や電磁気力が作用する際にエネルギーが働くかと言うと

…そうですね、輪ゴムやバネを引っ張って伸ばす時には、これにエネルギーを投入する必要がありますが、伸びたのが縮む時には投入したエネルギーがそっくりそのまま放出されます。

では、輪ゴムやバネに"伸縮する能力を維持させる"のにエネルギーを消費するかと言うと、違うでしょう？

重力や電磁気力についても同じ事が言えます。

仮に、ある物体を地上から100メートル持ち上げた時点で重力が無くなってしまったとしたら、その物体を持ち上げるのに消費されたエネルギーは一体何所へ行ってしまうのでしょう？

または、ダムに貯めた水を海へ放流して電力を作ったところで重力が無くなって海の水がダムより高い場所へ浮き上がってしまったら、作り出された電力は一体何所から出てきた事になるのでしょうか？

このように、重力や電磁気力が作用したりしなくなったりすると仮定すると
ぶっちゃけエネルギー保存の法則が破れる事になります。

お礼

回答ありがとうございます。
重力や電磁気力が作用するのは宇宙のルールのようなもので、
そのような力があることや、それを維持するのにエネルギー消費は無いというこですね。