物質なのに質量ゼロの光子の謎も説明！質量を生み出す「ヒッグス粒子」とは？ (3/4)

「質量」は「重さ」じゃない！

学生時代に物理の授業で「質量と重さは違います」と説明された記憶があると思います。

ただ、ほとんどの場合、質量と重さは混同して使われるため、その違いを意識する機会はほとんどないでしょう。

その理由は地球上では、この2つは特に分けて考えなくても問題がないためです。

そこでちょっと場所を変えて考えてみましょう。

例えば、月面では重力が地球の6分の1しかありません。

そのため体重60kgの人が、月へ行けば体重は10kgになってしまいます。

ではこのとき、その人の質量（物質の量）は減っているでしょうか？　この人は50kgの減量に成功したと言えるでしょうか？

当然そんなことはありません。

つまり月へ行くと重さは減るけれど、質量は変わっていないのです。

けれどまだちょっと釈然としない人がいるかもしれません。

なのでもう少し詳しく質量と重さの定義について考えてみましょう。

重力の弱い月へ行くと減ってしまうということから、「重さ」とはある物質が重力に引かれる強さを表す値だと言うことができます。

では質量はなんなのでしょうか？　物質の量という表現の仕方もできますが、ヒッグス粒子の作用も含めて考えた場合、「質量」が表現しているのは、その物質の空間からの動かしにくさと言えます。

無重力の宇宙空間では重さはゼロになりますが、例えば宇宙飛行士が巨大な宇宙ステーション（ISS）を地球方向に蹴飛ばしたらどうなるでしょうか？

ISSは地球に落ちてしまうでしょうか？

もちろんそんなことは起こりません。ISSはその場から動かず、ISSを蹴飛ばした宇宙飛行士が蹴飛ばした力をそのまま反作用として宇宙空間へ放り出されてしまうだけです。

つまり重力とは関係なく、質量の大きいISSはその場から動かすことが非常に困難で、質量の小さい宇宙飛行士はちょっとの力で簡単にその場から動いてしまうのです。

これは地球上で、重い物体と軽い物体を落とした時、落ちる速度が変わらないという問題とも関わっています。

重い物体のほうが明らかに重力に強く引っ張られているはずなのに、軽い物体と落ちる速度が同じなのはなぜなのか？　こういう疑問を抱いたことのある人は多いでしょう。

この疑問の答えは、重い物体の方が強い力で地面に引っ張られますが、同時に質量が大きいためその場からは動きにくいためです。一方、軽い物体は地面に引かれる強さは弱くても、質量が小さいために弱い力でも簡単に動いてしまいます。

重さによる重力の強さと、質量による動きにくさが釣り合って、地球上では重い物体でも軽い物体でも同じ速度で落ちることになるのです。

このように質量と、重さ（重力の作用）は無関係ではないものの異なる性質を示すものなのです。

だから、質量の起源であるヒッグス粒子は、重力の原因である重力子とはならないのです。

そうなるとさらなる疑問が浮かんできます。質量が大きい物質から発生する重力とは一体なんなのでしょうか？