米ワシントン州立大学の研究者らが、重力に反発するといわれる「負の質量」の生成に成功したという驚きのニュースが飛び込んできた。
SFの世界で語られてきた夢の「反重力」がついに実現するかもしれない。

■「負の質量」の奇妙すぎる性質

まずは「負の質量」のイメージをつかんでもらうために、科学ニュース「Science Alert」の記事を参考に、簡単に説明してみよう。
古典力学における運動の記述に「ニュートンの運動方程式」というものがある。

内容は至ってシンプルで、「物体に働く力とは、物体の質量と物体の加速度を掛けたもの」だと言っっているだけ。
通常はF=ma（F：物体に働く力、m：物体の質量、a：物体の加速度）と表現される。

負の質量の奇妙さを理解するためには、この方程式を少し変形してみるだけで十分だ。
上述の方程式をa=F/m（物体の加速度とは、物体の力を物体の質量で割ったもの）と書き換えて、物体の質量に負の質量をあてはめると、マイナスの加速度を得ることになる。

つまり、負の質量を持つ物体に力を加える、たとえば指で押してみると、押された方向とは反対の加速度を得るということだ。
日常では全く見られない奇妙な現象だが、理論物理学者にとっては負の質量が存在するかしないかで大きな違いがある。

というのも、ワームホールやブラックホール、果ては仮想物質ダークマターやダークエネルギーという、これまたわけのわからないものの存在を証明する鍵が、この負の物質に隠されていると彼らは考えているからだ。

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