全般

NASAの科学者は、光の速度がどれだけ遅くなる可能性があるかを明確に示しました。

光速はその限界です当然のことながら、仮定のモル穴を考慮に入れない限り、物体を空間内で移動させることができます。仮定によれば、オブジェクトはさらに速く空間内を移動することができます。理想的な真空中では、光の粒子、光子は、毎秒299,792キロメートル、または毎時約10.79億キロメートルの速度で移動することができます。一見するとそれは驚くほど速く見えるかもしれません。いいえ、それは本当に速いです。しかし、宇宙の規模では、特に私たちが無線通信や他の惑星、特に私たちの太陽系外の惑星への飛行について話している場合、そのような速度は痛いほど遅くなる可能性があります。

NASA Goddard Space Centerの惑星科学者James O’Donoghueは、誰もが光の制限速度を理解しやすいように、一連のアニメーションビデオを作成しました。

「これらのアニメーションは、あなたは私が彼らに反映させたかったことの全体の文脈をもっとはっきりそして迅速に説明することができます。まだ勉強していたとき、何が問題になっているのかを自分で理解するために、複雑な概念を手動で描く必要がありました」と、O'Donoghueは認めています。

Business Insider O’Donoghueと会話中最近これらのアニメーションを作る方法を学んだと言った。 NASAのための彼の最初の仕事は土星の輪についてのビデオを準備することでした。その後、彼は宇宙の概念を理解するのが難しい他のもの、例えば太陽系の惑星の回転の大きさと回転速度の視覚的な比較を活気づけ始めました。彼によると、彼の個人的なTwitterページに掲載されたこの作品は大きな関心を集めました。

彼の最新の作品は、光子がどれだけ速くそして同時に遅いことができるかを視覚的に実証する試みです。

地球の周りの光子の動きの視覚的なデモンストレーション

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最初のアニメーションビデオでは、O'Donoghueは、光が地球に対してどれだけ速く移動できるかを示しました。

私達の惑星の赤道の長さはおよそです4万キロメートルもしそれが大気を持っていなければ(それが含む粒子は光を少し遅くすることができる)、その表面に沿って移動する光子は1秒間にほぼ7.5フルターンするでしょう(または1回転あたり0.13秒)。

そのようなシナリオでは、光の速度が非常に速いように見えるという事実にもかかわらず、ビデオはそれが有限であることも示しています。

光が地球と月の間の距離をどれだけ速く進むか。

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2番目のビデオでは、O'Donoghueは地球から月までのより長い距離をカバーしています。

平均して、私たちの惑星とその自然衛星は38万4000キロです。これは、空で観測された月明かりが1.255秒でこの距離を乗り越えることを意味し、例えば地球と宇宙船の間で無線メッセージを送信するときの往復距離は2.51秒かかります。

毎日が時間であることに注意すべきですなぜなら、月は毎年地球から約3.8センチメートル離れているからです(月は重力 - 潮汐の相互作用を通して地球の回転のエネルギーを絶えず使い果たします。この効果の効果は衛星軌道の変化です)。

地球と火星の間の距離を光がどれだけ速く進むか。

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3番目のビデオでは、O’Donoghueが、多くの惑星学者が日々直面している問題を実証しました。

NASA航空宇宙局の従業員がいるときたとえば、現在火星で動作しているのと同じInSightプローブなど、宇宙船からデータをダウンロードして受信しようとすると、メッセージの送信は光速で行われます。しかし、「リアルタイム」で装置を制御するだけでは不十分です。したがって、チームは慎重に考え出され、可能な限り圧縮され、正確な時間と場所に送られて、受取人が行き過ぎないようにする必要があります。

地球との間の最速のメッセージング火星は惑星が最接近点にある瞬間に可能です。ただし、これは2年に1回程度しか発生しません。また、この場合でも、約5,460万キロメートルの距離にあります。 O'Donoghueのビデオは、そのような距離では、光がある惑星から別の惑星に到達するのに3分2秒、または両側に6分かかることを示しています。

平均して、地球と火星は2億5400万キロメートルの距離を共有しているので、平均して、双方向メッセージングは​​約28分12秒かかります。

距離が遠いほど、光速の「効率」が低下します。

非常に強力なレーザー光線によって加速され、Alpha Centauriスターシステムに向けられた画期的なスターショットスペースナノゾンデイラストレーション

光の制限速度はさらに多くの問題を引き起こします。地球から遠く離れている宇宙船のために。例えば、同じプローブ「New Horizo​​ns」は、現在私たちから66.4億km離れた場所にあります。また、「Voyager-1」と「Voyager-2」は、太陽系の境界に達しています。

スピーチならば非常に悲しい状況になる他のスターシステムにメッセージを送ることについてです。例えば、私達に知られている最も近い太陽系外惑星、Proxima bは、私達から約4.2光年(約39.7兆キロメートル)です。私たちが現在最速の宇宙船に乗っても、時速343,000キロメートルの速度に達することができるParker Solar Probeは、それでもProxima bまで飛行するのに約13,121年必要です。

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