宇宙・航空科学

みなさん、空の色が青やオレンジ色に変わるのはなぜかご存じでしょうか？ それはレイリー散乱と呼ばれる現象のためです。 レイリー散乱とは、光の波長よりもはるかに小さい粒子（例えば空気中の窒素や酸素分子、他のエアロゾルなど）によって光が散乱され...

シュレーディンガーの猫は、物理学者エルヴィン・シュレーディンガーが1935年に提唱した有名な思考実験です。 この実験では、放射性原子、ガイガーカウンター(放射線測定器)、ハンマー、そして毒の入ったフラスコのある密閉した箱の中に猫を入れたこ...

太陽の表面温度は約6000℃なのに、なぜ太陽の大気「コロナ」はそれよりもはるかに高温の約100万℃以上にもなるのか？ 宇宙に、自分たちで皆既日食を作り出すことができたら、この太陽最大の謎を解明できるかもしれません。 しかし、人工的に日食...

太陽系の他のほとんどの惑星にはプレートがありませんが、どういうわけか地震は起こります。 実際に月だけでなく、地球以外のはるか遠くの天体でも振動が観測されています。 そして、それらはプレートニクスとはまた違った原因によって引き起こされてい...

日の出前には明けの明星として、日没後には宵の明星として現れる「金星」は、空で最も見つけやすい惑星の1つです。 それは、ただ他の惑星よりも明るく輝いているからという理由だけではありません。 いつも太陽の方向に見え、月のように満ち欠けし、他...

地球も月も太古の衝突から生まれたと考えられています。 約45億年前、太陽系が形成され始めてから約6000万年の後、おそらく火星ほどの大きさの何か、あるいは一連の物体が、まだ若き地球に衝突し、そこで溶けて蒸発した破片が宇宙に飛び散って月が形...

新月の間、月は地球と太陽の間にあります。これが毎月起こるのなら、なぜ日食も毎月のように起きないのでしょうか? 日食は、月が太陽と地球の間を横切るときに、地球上に影を落とし、一部の領域で太陽の光を完全に（皆既日食）、または、部分的に遮る（部分...

地球の内部は、層のような構造になっています。 それは、それぞれの層の密度が異なるからです。 しかし、現代のテクノロジーを駆使しても、人類は、地球の最も外側にある地殻でさえ3分の1程度（約13km）しか掘削できていません。 では、内部が...

古代から夜空は常に、人類にとって時計でした。 太陽の動きと暗闇の世界が昼と夜を導き、月の満ち欠けによって12ヶ月が計られ、すべての季節は夏至か春分から始まりました。 北半球では春が近づくと、春分の日を迎えるまで、昼は長く、夜は短くなりま...

2024年、天文学者らは、ハッブル宇宙望遠鏡から送られた写真に興奮を隠せませんでした。 なぜなら、これまで直接的な証拠がなく、数えるほどしか例のない質量を持つ「中間質量ブラックホール」の存在が明らかになったからです。 この宇宙紙吹雪のよ...

1990年にハッブル望遠鏡が打ち上げられて以来、宇宙望遠鏡の技術ははるかに進化し、2024年には新たな驚くべき宇宙からの映像が届きました。 ここでは、そのなかでもユークリッドと呼ばれる宇宙望遠鏡によって撮影されたベスト写真を紹介します。 ...

何世紀もの間、旅人は星を旅の道しるべにしてきました。 では、空を見上げるだけで、どうして自分のいる場所がわかるのでしょう？ まず、北極星を見つけることで、夜空で正確な北の方角が、そして、北極星と地平線との間の角度からは「緯度」を知ること...

影踏み、影絵、私たちは影遊びが好きですが、そもそも影って重さはあるのでしょうか？ もちろん影を秤にかけて重さを量ることはできません。 しかし、物体の上に落ちる物質の重さを量ることはできるはずです。 実は、光が当たってできた影は、地面を...

太陽は静かではありません。 ここでは、ESA（欧州宇宙機関）とNASAの太陽観測衛星（SOHO）がキャッチした太陽音の動画を紹介します。 拾った低周波音は、人間には聞こえませんが、40日分の録音を数秒に生成すると「ゴー」という地響きのよ...

太陽は常に謎に包まれていました。 なぜ太陽は輝き続けられるのか？いったい何が太陽にパワーを与えているのか？ 19世紀には、太陽の表面温度が冷えて収縮することによる重力位置エネルギーが太陽のエネルギー源になっていると考える科学者もいました（ケ...

土星は美しい環で知られています。 しかし、なぜそこに環があるのでしょうか？なぜそれらの環は集まって月にならないのでしょうか？ 私たちは、重力が物体を太陽や惑星、月のような球形に変形させる傾向があることを知っています。 では、なぜリング...

金星は、「明けの明星」「宵の明星」と呼ばれるように、太陽が昇る前の夜明けや太陽が沈んだ後の日の入り時にのみ見ることができます。 では、そもそもなぜ金星はいつでも見ることができないのでしょうか？ その理由を理解するには、まずは、金星の軌道...

多くの人が宇宙を探検することを夢見ていますが、実際には、それがどれほど大きな問題なのかを知ることすら難しいのかもしれません。 たとえば、ドイツのベルリンからロシアのモスクワまで、歩いて15日、車で19時間、一般的な飛行機では2.5時間で移...

宇宙は無音で、爆発音はしないと聞いたことがあるかもしれません。 たしかに宇宙で、目覚まし時計が鳴っても、サイレンが鳴っても音はしませんが、ある条件がそろうと風船が割れる音が聞こえるケースがあります。 では、宇宙でスター・ウォーズのデス・...

星の色は主に温度によって決まります。 表面温度の低い星から高いものへと、赤、オレンジ、黄、白、青があります。お気づきのように、緑色や紫色に見える星はありません。 これはなぜでしょう？ それは、人間の可視光の知覚方法により、紫や緑の星は...

太陽系のすべての惑星は、太陽の周りを公転している。 実はこれは厳密には正解ではありません。 太陽系の天体はすべて、太陽系全体の重心を回っており、太陽もまた、その共通重心の周りを回っているのからです。 以下に太陽についての興味深いお話を...

地球は、公転軌道に沿って太陽の周りを1周するのに365日かかります。 ということは、地球は太陽の周りを回り続ける間に、毎年あなたの誕生日に全く同じ場所に戻ってくるということでしょうか？ 残念ながら、宇宙の膨張にのって移動する銀河系、その...

太陽系の惑星は、太陽を中心に、きれいな円軌道を描いてまわっています。 実はこの円軌道、それほど単純な丸ではなく、現実には円を伸ばしたような楕円を描いています。 では、どうして円が伸びるのでしょうか？ まず、完全な円軌道を描くには、軌道...

宇宙には、太陽よりもはるかに大きく高温の星々が何十億個も存在しています。 それにもかかわらず、宇宙空間は信じられないほど冷たいのはなぜでしょうか？ それは、宇宙には、惑星やその他の天体を除いて、熱の移動を促すような物質は存在しないからで...

みなさんは、民間旅客機にパラシュートがないことを不思議に思ったことはありませんか？ すべての旅客機には酸素マスクと救命胴衣が装備されています。 これに、パラシュートがあれば、墜落時に命を救える可能性が上がるような気はしませんか？ 残念...

よく「ブラックホールは時空をゆがませる」と耳にしますが、そもそも時空とは何なのでしょうか？ 時空とは、縦、横、高さの3方向からなる広がり（3次元）に、時間を加えた四次元空間のこと では、なぜ物理学の世界では、時間と空間を一緒に考えるのかとい...

宇宙飛行士は極度の暑さや寒さから身を守れる特別な服を着ています。 しかし、これらの宇宙服は太陽の強烈な熱に耐えられるほど丈夫ではありません。 宇宙飛行士が太陽に近づきすぎると、燃え尽きてしまうのです。 それでも、太陽に近づくことができ...

ジェット機についているエンジンを見たことがあるかもしれませんが、そのエンジンがどうやって巨大な飛行機を飛ばすことができるのか、不思議に思ったことはありませんか？ 実は、ジェットエンジンは、とても単純な原理を使用して航空機を動かしています。...

ここでは、大質量のブラックホールが星を飲み多む瞬間から125日間の様子を再現したシミュレーション動画を紹介。 2005年1月30日。NASAは初めて、星を引き裂くブラックホールを捉えることに成功。 天文学者たちは1億5000万光年の...

大気は、地球を取り囲む気体の保護層です。 地球がりんごほどの大きさだとすると、大気はりんごの皮ほどの厚さしかありません。 大気は窒素78%、酸素21%、その他のガス1%（アルゴンや二酸化炭素など）で構成されています。 ちなみに、火星や...