宇宙ステーションでは、人が逆さまになって浮かんでいたり、水がボールのような塊になって浮かんだり、ろうそくの炎が丸かったり、物事がとても奇妙に動くようです。
そしてこれらはすべて、無重力のおかげ。
しかし、宇宙ステーションは、地球からそれほど離れていないので、重力の影響を受けているはずです。
実際に、宇宙ステーションは地球の重力に引っ張られているわけですが、なぜ機内での水の流れは地球と異なるのでしょうか。
それは、宇宙ステーションとその中のすべてのものがとても速く動いているからです。
さっそく以下に、宇宙では物事が地球とどのように異なって作用するのか、重力との関係を考えながら紹介します。
なぜ宇宙ステーションは無重力なのか？
宇宙ステーションは、地球の重力に引っ張られながら常に地球に向かって落下しているはずです。
しかし、実際には、地球の周りをぐるぐると高速で回っているために決して地面には着くことはありません。
地球の軌道上をずっと同じ速度で運動しているため、そこには地球の中心から遠ざかろうとする見かけ上の力「遠心力」が生まれているのです。
この遠心力が重力とつりあうと、宇宙ステーションやその中にあるすべての物にかかる重力はうち消され、見かけ上の重力がなくなります。
例えば、高い崖の上からコップに水を注いだとします。そして、もし地面がなかったらどうでしょう？
水は永遠に落ち続けますね。
さらにあなたが水と一緒に落下し、水の落ちる様子を見ることができたら、それは、まるで浮いているように見えるでしょう。
これが「無重力」の世界です。
宇宙では物事が地球とは異なって作用する
宇宙での生活は、地球での生活とは全く違い、物事が奇妙に動くようです。
今、国際宇宙ステーションに住んでいる人たちがいます。
大きな宇宙船で実験をして、宇宙について学ぶ宇宙飛行士たちです。
空中に浮いたまま逆さまになったり、ぶら下がってたりしている人がいるんですよ。
地球ではありえないことです。
宇宙で水はどのように動くか？
水について少し考えてみましょう。
たとえば、水をテーブルに注いだらどうなると思いますか？
テーブルの上から床に流れ落ちるまで、水が降り注ぎ、あちこちに広がっていくでしょう。あたり一面水たまりの大惨事に。
その通り、ではどうしてそうなるってわかるのでしょうか？
水はいつもこうだからさ。
いつもこぼれるんだ。
グラスに注いだ水はどうなりますか？
グラスの形と同じ形になります。
その通り！水には形がありません。容器と同じ形になるのです。
このように地球上で水はいつも同じパターンで動きますが、宇宙ではどうでしょうか？
宇宙で水を注げば、浮いてしまいます。注がれた水もコップの中にすんなりと入らないでしょう。
それに、水はもっと丸い塊のような形をしています。
容器に入っていないときは、容器の形をとることができないのです。
さらに、ボールのように丸い水の塊をたたいていても水しぶきが上がらないのです。
このように、これまでの観測結果から、宇宙でも予測可能なパターンで物事が動くことが分かってきました。
そしてそれは、地球で予想されるパターンとは異なるだけです。
宇宙ではろうそくの火も丸い
宇宙では、水は広がらず、水滴は互いにひっついて球状になって浮くことが分かりました。
ではもっとすごい例を見せましょう。
見たこともないような火です。
地球上でのロウソクの火は上の方の先が尖っていますが、宇宙では丸い球になっているんです。
宇宙では炎はいつも丸いのです。宇宙ステーションでの誕生日パーティーは、さぞかし楽しいでしょうね。
では、宇宙のなにが地球とは違う動きをさせているのでしょうか？
それは、重力のせいです。
重力とは何？
地球上では、人は宙に浮いているわけではないことに、私たちはすでに気づいています。
また、テーブルの上に水をこぼすと、床に向かって引っ張られるため、表面全体に水が広がります。
これはすべて、重力のおかげなんです。
重力とは、物を下に引っ張る力のこと。実は、正確には下ではありません。
地球は物体を中心に引き寄せるため、私たちはその方向に引っ張られるから下に感じているだけなのです。
科学者たちは、重力がどのように働くかについて、より一層正確に理解しようとしています。
基本的には、すべてのものに少しずつ重力がかかり、常に引っ張っています。
例えば、ボールを落とすと、空中に浮くのではなく、地面に引っ張られます。
私たちは、地球上で物事が一定の法則で動くことに慣れていますし、その多くは重力のおかげです。
人は浮きませんし、水は下に流れます。
火も、重力のせいで尖っています。
しかし、宇宙ではそのようなことはありません。
宇宙ステーションの実験によって、このような現象を観察し続けることで、ろうそくが球状に燃えることや、水が塊状に浮くことを予測したり、推測したりすることが可能になってきました。
他にも、地球と宇宙で異なる作用をするものを思いつきますか？
水が浮くと、髪を洗うのも違うのかな？
そうです。水が貴重な宇宙では、水の塊で髪を湿らせた後、洗い流さなくてもよいシャンプーを髪にこすりつけて時間をかけて洗うそうです。
さらに、宇宙飛行士がトイレに行くときはどうなるのでしょうか？
宇宙ステーションでは、ファンで空気と一緒に排出物を吸い込み、大気圏に突入する際に、それらはまとめて焼却されます。
いかがですか？宇宙の生活についてもっと調べると新たな発見がありそうです。宇宙では、誕生日会も新鮮で楽しいものかもしれませんね。