星空を眺めると眠くなるという話

眠れない寝付かれないときには夜空を見上げてみましょう

寝付きが悪い人は騙されたと思って、サワリだけでも読んで頂くといいのですが・・・私は、ベッドに入る前にちょっとの時間でも星夜空を眺めることにしています。

 

都会では、街明かりや街路灯が明るいこともあって、晴れていても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できます。そして、そう思うようにします。

 

双眼鏡や天体望遠鏡があれば、取り出してください。望遠鏡で覗いても、恒星は「点」にしか見えないので、お月さんか惑星を狙うと結構迫力があります。眠ることはすこしおいておいて・・・。

安価な天体望遠鏡も結構楽しめます:楽天で見る

インスタントカメラがあれば、ズームを使うと、月のクレーターも写りますので、一度やってみてください。

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

・・・これでもまだ眠くならないなら、もう少しご一緒ください。

 

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宇宙をイメージしましょう

月が落ちてこない・・・という話

月はなぜ落ちてこないのか・・・ということをちょっとイメージしてみましょう。

 

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・・・ということなのですが、地球は大きな物体ですので、小さい石ころの話で考えましょう。

 

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るので、地球に落ちるのです。

 

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」しています。

 

スピードを上げると、遠くまでいきますが、結局は地球上に落ちます。

 

さらに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、やはり、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、どんどんスピードを上げていくと、地表と一定距離を保ちながら進んで、あるスピードで、地球を回り続けるようになるということがイメージできますか?

 

これが人工衛星です。(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?

 

このスピードはどれくらいの速度でしょう?

「運動」については、中学生の時に習っているのですが、大人になれば、すでに忘れてしまっているでしょう。

 

この速度は、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」という速度になると、地上に落ちません。

 

こう言うと簡単なようですが、実際には、ロケットで地球から離れようとすると、遠心力を最大限に利用するのが有利なために、できるだけ赤道に近いところから赤道に向かうように、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方法が取られるのですが、そのロケットの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、第一宇宙速度で走ると、550÷7.9≒ 約70秒で通り過ぎてしまいます。

 

まだ眠くない方は、次の話に進んでください。

→ 次はISS(国際宇宙ステーション)の話です。