キーワード:宇宙 解除
今夜は皆既月食でしたね、天草も晴れていたので月食がよく見えました。
lunaeclipse01


月食に関連して、また宇宙に関する事を書きます。
もちろん、専門家ではないので内容は私が勝手にネットで調べたり聞いた話を解釈したものとなっています。

前回、宇宙の広さについて書いたんですがその際、光の速度についてちょっと書きました。
今回はこの光に関係する記事です。

さて、タイトルにあるとおり絶対に変化しないもの、それは真空中の光の速度です。
「ふーん、およそ秒速30万kmならばその速度だから変わらないじゃん」と思う人もいるかもしれませんが、
そういう事ではないのです。

例えば新幹線に乗っている人を考えてみてください。

時速300kmで新幹線が移動していたとします。
新幹線が通るのを傍から立ち止まってみていた人からしたら新幹線に乗っている人は
新幹線の進行方向に時速300kmで移動しているように見えますね。
逆に、新幹線に乗っている人から見ると外で立っている人は
時速300kmで移動しているように見えます。

では、新幹線の線路と平行に並んだ在来線があったとします。
この在来線で特急電車が仮に時速120kmで移動していた場合を考えてください。
その時、新幹線が後ろから時速300kmで追いかけてきて特急電車を追い抜きました。
さて、特急電車に乗っている人から追い抜いて行った新幹線は時速何kmで
追い抜いて行ったように見えるでしょうか?

小学校の算数の問題に出てきそうですね。
300 - 120 = 180
となって、新幹線は、特急電車の中の人にとっては時速180km
追い抜いて行ったように見えるはずです。
逆に、前から時速300kmで向かってくる新幹線とすれ違う場合は
120 + 300 = 420
となり、すれ違う新幹線の速度は時速420kmに見えるはずですね?

まぁ、だいたいこれらは想像がつきます。
日常でも車なんかで追い越されたり追い越したりした場合も考えは同じですね。

しかし、光の場合はどうでしょうか?
光の速度はおよそ秒速30万kmと、とてつもない速度です。
ありえませんが、例えば秒速20万kmで移動できる宇宙船があったとします。
この宇宙船が秒速20万kmで移動している時、その宇宙船を後ろから来た光が追い抜く時、
宇宙船から乗っている人がみると、その光はどれくらいの速度で
追い抜いて行ったように見えるでしょうか?
速すぎて見えませんと言うのはごもっともですが、ナシですよw

30万 - 20万 = 10万
となって、光は秒速10万kmで宇宙船を追い抜いていったように見えません。
え?じゃあ宇宙船の中の人は光はどれくらいの速度に見えるのでしょうか?
宇宙船の中の人も光は秒速30万kmで通り過ぎていくように見えます。

は? じゃあ外から宇宙船と光の競争を見ていた人から見ると光の速度は
秒速50万kmで見えてるの?
いいえ、秒速30万kmです。
そもそも光速以上の速度は存在しません。

???

日常的にはちょっと考えられない現象ですよね?
通常はこのような現象が常に起こっていても感知できないほど小規模なので
気付かないだけのようです。
一般的な乗り物で一番速い飛行機(旅客機)でも秒速1kmにすら遠く及びませんからね。
(秒速1kmは時速3600kmですが、旅客機は時速900kmほどです)

このように、真空中の光の速度はどのような場合でも変化する事がありません。
これを光速度不変の原理とか言うらしいです。
実験でも確認されているとの事ですが、興味があるならばマイケルソン・モーリーとかで
ググってみるといいかもしれません。

さて、光の速度が絶対に変わらないとなると色々と不都合が起きますね。
次回はその不都合についてちょっと書いてみたいと思います。
個人的に宇宙なんかの話は好きなのでこういったのも書いて行こうと思います。
当然、私は専門家ではないので聞いた話やネットで調べたりした内容を
勝手に解釈しているだけですのでご注意をw


cresent01
この月は今日、天草で撮ったものです。
場所は下島とだけ言っておきますw

宇宙・・・広いってもんじゃありませんね、想像してもよくわからない広さです。
宇宙が誕生しておよそ137億年ぐらい経っているらしいですが、観測ができる限界の距離が
地球からおよそ465億光年だと言われているそうです。
つまり宇宙の果てですね、宇宙の地平線とも言われる事があるとか。

さて、この宇宙で距離を表すのに「光年」と言う単位がありますね。
この光年、知ってのとおり光が1年かけて進む距離です。

光の速さは学校でも習うのでどのくらいかは知ってる人が多いでしょう。
光の速さつまり、光速は秒速299792458メートル(秒速およそ30万km)です。
よく「1秒間に地球を7周半する速度」とか言われますね。(地球1周はおよそ4万km)

その光が1年かけて進む距離が馴染みのあるkmという単位にすると、
30万×3600×24×365で、およそ9兆4608億kmということになります。
天草(本渡)から熊本市内まで道なりで100km弱ありますね。
どれくらい遠いか想像つきますか?
わかりませんよねw

これをわかり易くするために1万kmを1cmとして考えてみましょう。

さて、地球の直径はおよそ1万2756kmです。
これを1.2756cmとして考えます。パチンコ玉よりちょっと大きい程度でしょうか?

さぁ、このスケールの場合、月はどれくらい離れているでしょうか?
月までの平均距離はおよそ38万4400kmなので、このスケールだと38.44cmという事になります。
どうでしょう?意外と近いと感じますか?遠いと感じますか?
ちなみに月の大きさは地球のおよそ1/4で直径は約3475kmです。つまり、この場合は0.3475cmです。
ゴマ粒より若干大きいほどですかね?
光年単位で表すと月まで1.28光です。
1年は約3153万6000秒なので光年で表すとおよそ0.00000004光年です。(桁は切り捨てw)
1光年には程遠い事がわかります。

では、次に太陽ですが太陽は太陽系で一番大きいです。
直径はおよそ139万2000kmで、地球のおよそ109倍です。
スケールでは太陽の大きさは1m39cm2mmほどです。
地球はパチンコ玉よりやや大きいぐらい、太陽は10才ぐらいの子どもの平均身長ぐらいあります。
でかいですねw

じゃあ地球からの距離はどれくらいかというと、およそ1億4960万kmです。
このスケールだと・・・149.6mですね。
本渡北小学校のグラウンドの端から端まで100mぐらいだと聞いた事ありますが
それより長い距離です。
結構離れていますよね?それなのに夏の日差しは強烈です。太陽強いですねw

で、太陽まで光の速度でどれくらいかかるかというと、距離を光速で割るだけでいいですが
およそ8分19秒ほどかかるので、約8光分強という事になります。まだ単位が「分」なので「年」には
遠く及びません。

ここで余談ですが、太陽と地球の距離を1天文単位(1AU)といいます。
10天文単位というと、太陽と地球の距離の10倍、という事になります。
ちなみに輪がある惑星で有名な土星ですが、太陽から土星までの平均距離は
14億2672万5400kmだそうですが、天文単位で表すとおよそ9.56AUぐらいです。

さてさて、ここまで太陽の距離までわかりましたが全然1光年に届きません。
1光年はどれくらいなんでしょう?
天文単位で表すとおよそ6万3239.7263AUです。
わかりやすいように小数を切り捨てて6万3239AUとして計算してみます。
1AUをおよそ149.6mとした場合、1光年はおよそ9460kmとなります。

!?

東京からイタリアまでおよそ9870kmらしいですが、それに少し足りないぐらいです。

1光年がどれほど遠いかおわかりいただけたでしょうか?
ちなみに地球から太陽以外の最も近い恒星であるケンタウルス座のアルファ星まで
およそ4.39光年らしいです。
地球をパチンコ玉より少し大きいサイズのスケールでも実サイズの地球を楽々1周できるほどの距離です。

とてもじゃありませんが、気軽に行ける距離ではありません。
我々の属している天の川銀河(銀河系)の直径はおよそ10万光年、お隣のアンドロメダ銀河まで
253万8000光年だとか・・・

もはやわけがわかりません。
最も速い光ですら253万年もかかる距離です。
ワープ航法でも開発されない限り、1光年はおろか、太陽系からすらも脱出できそうにもありませんね。

まぁ、ネット環境さえあれば天草から脱出しなくても苦になりませんがw

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