星空の何が好きですか

星を見ているのが好き・・・それとも

私はベッドに入る前に、ちょっとの時間ですが、夜空を眺めます。

街明かりや街路灯が明るいこともあって、お月さんやいくつかの星が見えるだけですが、星が見えるとホッとして、眠りにつくのも一瞬ですので、この時間が好きです。

もっとその星の周りの星や星座を見つけたくなると、双眼鏡を取り出して星空を眺めます。そうすると、もっともっと見てみたくなりますので、そのときは、天体望遠鏡を組み立てます。(もちろん、これは、昼間に準備しておくことをおすすめしますが・・・)

望遠鏡を使っても、恒星は「点」にしか見えないので、私の興味は、もっぱら、お月さんか惑星です。点ではなくて、少し大きく見えますから・・・。

インスタントカメラでも、ズームを使って上手く撮ると、月のクレーターも移って、結構いい感じですよ。

インスタントカメラで撮った月インスタントカメラで撮ったお月さん

お月さんと惑星は楽しい

星座は季節とともに巡っていくのも面白いのですが、その面白さに彩りを加えてくれるのがお月さんの満ち欠けと惑星の動きです。

ひときわ明るい金星・木星・土星などが見えていると、ワクワクします。

その時間に見える惑星の位置は国立天文台のページで見ることが出来ますね。

そこにある「今日の星空」を頭の中にインプットしておくと、想像がぐう~んと広がります。(これは別に案内しています

惑星は英語でプラネット。

語源は天球内をさまよう星や放浪者の意味があるようですが、私は「惑惑」させてくれる天体だと思っています。

私が購入したのは安価な望遠鏡「VixenのボルタⅡ A80M」。それをベランダに出して惑星を眺めるだけで、結構楽しめます。

この天体望遠鏡は入門者用ですが、大気の状態が良ければ、木星のシマシマや土星の輪やその衛星が見えます。

見た人はその感動がわかると思うのですが、雑誌や書籍には、大型望遠鏡で撮影された写真が掲載されているのですが、ボルタⅡの1000倍のお金を出しても、1000倍の感動が得られるかと言うとそうではありません。

150倍程度の小さな望遠鏡で土星の輪が見えたときは感動とともに「神秘」を感じますので、星を眺める環境があれば、5万円程度で楽しめるので、検討してください。

星や天体に関係する写真や情報は、一流の天文施設や非常にお金がかかるところのものばかりが目につくのですが、自分のできる範囲での安価な楽しみ方でも、結構面白いですよ。
安価な天体望遠鏡を探す:楽天

星を眺めていると、頭の中での想像が膨らむのは面白いことの一つです。たとえば・・・

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宇宙と速度と距離

月が落ちてこない

「宇宙と速度と距離」のことをちょっと考えてみましょう。

人工衛星や月が地上に落ちてこないのは、落ちないような「速い速度」で回っているから・・・ということですね。

地球は大きな物体ですので、例えば石ころを真上に投げると、そのまま同じところに落ちてきます。石が地球に引っ張られていますので・・・。

次に、水平に3m向こうに石を投げると、3m向こうの地点まで放物運動をして石が地表に落ちます。

さらに、水平に「おもいきり」石を投げると、たとえば20m向こうまで飛んでいったとすると、その地点まで「放物運動をして落下」しているということがわかります。

もっとスピードの出る大砲やロケットで水平方向に物体を飛ばすと、どうなるかと言うと、スピードを上げれば上げるほど遠くまで行って、地表に落ちるのですが、ここで、地球は平面ではなく「球体」ですので、あるスピードになると、常に地表と一定距離を保ちながら、地球を回り続けるようになります。

これが人工衛星ですね。(もちろん、地球は凸凹しているので、あくまでイメージですが、これを頭の中に描きます)

人工衛星が地球を回っているとき、地球の重力を受けながら接線方向に「常に飛び出そうとしている状態」にあるので「常に落ち続けている」と表現されていることもあります。

つまり、ものを投げると、放物線運動をして地面に落ちますが、スピードを上げていくと段々遠くに飛んで行って遠くの地面に落ちるようになり、さらにスピードを上げるとしまいには地上に落ちてこないようになリます。そして、さらにそれよりもスピードが増せば、二度と帰ってこないでどこか遠くへ飛んで行ってしまいます。

 

・・・ということは、人工衛星もお月様も、落ちないし、飛んで行かない、ちょうどいい速度で回っているという、速度と引力が釣り合った状態といえます。ちょっと特殊な状態だということが感じられませんか?

 

ロケットの速度はどんな速度でしょう?

これらは、中学生の時に習っているのですが、大人になると、すでに忘れてしまっています。

運動方程式と万有引力の法則から導かれる「第一宇宙速度」というのが人工衛星の速度です。

ロケットは遠心力を利用するために、最初は赤道に向かう急な角度で打ち上げられ、適当な高度になって水平方向に加速するのですが、速度と地球の引力が釣り合うには、秒速にして7.9km/sという、ものすごいスピードが必要になります。

 

東京ー大阪間を550㎞とすれば、そのスピードでは、550÷7.9≒ 約70秒で通り過ぎてしまいます。

ISSを見たことがありますか?こちらのJAXAのHPで見える日がわかりますので、一度見てください。

ISS JAXAのHPJAXAのHP画面の一部

条件が良ければ、日本列島を縦断する時があって、その間、5分ぐらい、輝く点が見えるのですが、その間に沖縄から北海道まで飛んでいるというのですから、驚きです。

 

リニアモーターカーが時速500㎞としても、秒速では、500÷60(分)÷60(秒)≒0.14km/s ですので、7.9km/sというのは、想像もできない速さですが、ロケットはそんな速い速度で飛んでいるのですね。

少し前に、北朝鮮がしきりにミサイルを発射して、「アメリカまで届くぞ・・・」といっていましたが、ミサイルが大気圏に出ないで太平洋に落ちているレベルなので、まだ人工衛星になるほどの推進力が得られていない状態ということなのでしょう。

 

この宇宙速度には、地球の重力を振り切ってお月さんまで行く速度(第2宇宙速度:約11.2km/s)や、太陽の重力を振り切る速度(第3宇宙速度:約16.7km/s)などがあります。

 

1977年にアメリカが打ち上げたボイジャー(1・2号)は、40年かかって、第3宇宙速度を得て、ようやく太陽の重力圏を脱して飛んでいこうとしています。

・・・ということは、もちろん、これは人類が作った飛行体で最も早い速度のものだということです。時速にすると、6万キロ/時以上の速度で宇宙空間を飛んでいます。

 

お月さんまでの距離は約38万km

インスタントカメラで撮った月

H31年1月に地球から見えない月の裏側に中国の衛星が着陸したニュースも新しいのですが、一番近い天体である「月」が、38万キロ離れたところに浮いているのも不思議な気がします。

第二宇宙速度で飛んでいくと、380000÷11.2÷60(秒)÷60(ふん)≒9.5(時間)かかるという計算ができますが、実際に、アポロ11号が月に行ったときには、加速・減速も必要なので、行く時だけでも、実際には102時間(4日以上)かかっています。

中国のデータなどが公表されてくると、また、面白い話題が広がりそうですね。

月の反射器(NASAの写真:WEBより)

そのお月様も、地球の潮汐などのために、少しずつですが回転が鈍くなっており、毎年5㎝ほど遠くなっていっているといいます。

これは、大昔には、月と地球の距離がすぐ近くにあって、大きなお月さんが空に浮かんでいたということになりますね。

 

月までの距離は、アポロ計画で月に置いておいた写真のレーザーの反射板を使って、cmの精度で調べることができるようですが、もちろん、これで測った距離も一定ではなく、いろんな天体の引力影響を受けて、絶えず変わっているといいます。

地球や月などの軌道は「楕円(だえん)」と習いましたが、実際にはいろいろな引力の影響を受けて、波打ちながら楕円軌道を回っているということのようです。

 

宇宙船ドッキング

このように、速度と引力で位置が決まることになりますが、月の周回速度が遅くなるとお月さんが地球から離れていきます。

ここで、ISS宇宙ステーションに補給船がドッキングするときのことを考えてみると、私達が考えているのと違う動きになります。

地球を回る軌道にあるISSに内側から近づこうとすると、ロケットを噴射して追いつくのではなく、速度を落とすことで近づいていかないといけない・・・という事になるのです???

スピードを上げて近づこうとすると、地球側に引き寄せられて、近づくどころか、離れていってしまいます。

これもすべて運動方程式で計算できるのですが、「アクセルをふかしてISSに近づく」という方法は通じないというのも面白いことですね。

隣の天体に行くのはすごい時間が・・・

月より遠いそのほかの惑星や太陽まで行くには、さらに時間が必要になります。

それらの天体は、多分、いつかの将来的に探求されていく可能性があります。しかし、ロマンはあるものの、太陽に近づくのと同じように、恒星を目指すには熱や放射線がすごいので、人間が行くということはないでしょう。

月とともに、火星は探査の候補に上がっていますね。アメリカのトランプ大統領は月探査を再開するとか火星を目指すという話をしています。

中国がすごい技術で宇宙開発を進めていますので、トランプ氏が大統領に再選されるような勢いであれば、「火星」の話をぶち上げそうな感じですが、アポロ計画の時のケネディー大統領は、アメリカの国威高揚が目的でそれを行ったようですが、すごいことをぶち上げたものですね。

すごいお金がかかった反面、それに付帯した新技術の向上などのいい副産物もあったのですが、トランプさんは、どういう目的・目標を持って他の天体に人間を送り込むのでしょうか。これからが楽しみです。

 

近年では、日本の「はやぶさ」が小惑星に降り立って帰ってきたことや、「はやぶさ2」がリュウグウに行っている話題などがありますが、しかし、これらの情報の出どころや内容が限られ過ぎているのか、今ひとつ夢や感動が盛り上がりません。

過去にアポロ計画で月に行ったことを身近に知っている人も年々減りますので、それを知らない若い方のためにも、もう一度アメリカが中心となって、あの感動を届けてほしいと思っています。

 

隣の恒星に行くとすると

太陽系に最も近い恒星「プロキシマ・ケンタウリ」は日本から見ることは出来ませんが、4.25光年の距離にあるといいます。

光が毎秒30万km進んで4年以上もかかるのですから、ボイジャーより早い秒速10万キロのスピードが出せても、気の遠くなる距離にあるということです。

SFに出てくるワープなどがあってもなくても、行った先が灼熱地獄なので、多分、太陽に行くと同様に、人類が行くということはないでしょうが・・・。

かなり昔ですが、「光子ロケット」で光速の30%(=毎秒10万キロ)の速度でプロキシマに行くシミュレーションを本で読んだことがありました。

詳しい内容は忘れましたが、ロケットで自給自足して、親子何代もかけて行くことになるのですが、それこそ、帰ってきても浦島太郎どころではないので、やはり、星は眺めて夢をはせるものだと思います。

もちろんそこも、燃え盛る太陽と同じですので、間違いなく、人間が行くことはないと言っていいのですが、これを考えることが「夢」ということですね。

 

4.25光年の測定の仕方は

現在の天文学では、「このような近い星は比較的簡単に測定できる」といいます。

星を半年間観測して、地球の公転半径と年周視差で三角形からピタゴラスの定理を用いて計算されるのですが、今では「±0.01光年の誤差で4.25光年は正しい」という言い方で表現されています。

 

これを聞いても、私のような計算音痴は、どうも「これは本当?」と考えてしまいますし、三角形の底辺になる、地球の公転半径はどうしてわかるの? 角度の1秒は、どうした測れるの? 星の大きさのどこで測るの?・・・と、それに至る様々な疑問が出てきます。

数値が要求されるものなので、これを明らかにした天文学者は、何かすごいことをやっている・・・と驚いてしまいます。

 

この「誤差0.01光年」というのは 光速30万km/秒 から計算すると、kmにすると94,607,304,726kmもあるのですから、地球の直径をおよそ13000kmとすると、地球700万個分の誤差になります。

0.01というとすごい精度と思ってしまいますが、地球700万個の誤差と言うと、信憑性が無くなってしまう感じになるのも不思議です。

もはや、このような距離は「km」で計算するのはまちがっているのですが、誤差を0.01光年としている角度の測定も、想像できないすごいものですので、ケチをつけるものではないことは確かでしょうね。

 

ものすごい大きな数字を「天文学的」と表現されるのですが、数字が示されても、実感がわかない・・・というのが星の話かもしれません。

冬の星座オリオン座周辺 オリオン座と冬の大三角

宇宙の大きさは138億光年

プロキシマよりも、もっと遠い星は、別の方法で星までの距離が推定されています。遠くの星や宇宙の広さでは「億光年」という数字が幾度も出てきます。

そんな距離に星があっても、星は空(天球)に張り付いているようにしか見えません。そして季節とともに巡る星々を見て、人は想像力や考察力で星占いなどを作って喜怒哀楽を語っているのですから、ある意味で平和なのでしょうか?

私達がいるから星が見える・・・ということを『人間原理』と言うらしいのですが、こういう言葉や、宇宙に関係する話はたくさんありますので、宇宙は夢を運んでくれます。

それらを、寝る前に、ぼんやり星空を眺めてみましょう。そうすると、深い眠りにつけます。

 


家庭用のプラネタリウム 家庭用のプラネタリウムで星空を楽しむ

拡大 冬の大三角 星座早見盤で楽しもう

インスタントカメラで撮った月 星までの距離を考えていると・・・眠れない