地球は完全なる球とし、光を地面に水平に発射します。その光は、後から発射点に（戻って）来ますか？

Question

光の速度は、１秒間に地球の周りを7回半回るほどである、とよくいわれます。
これを、ばか正直に信じ込むとします。

もし、地球が完全なる球とします（山などの障害物はないですね）。
ある地点から、光をその地面に水平に発射します。

質問は、発射された光は、後から発射点に（戻って）来ますか？

satoumasaru · Accepted Answer

通常の物体を投げて地球を１週する速度は、せいぜい 11 km/s程度までです。それ以上の速度では地球の重力ではとらえることができません。光はおっしゃるとおり30万km/sの速度ですよね。１周などできないですよ。

なお地球のまわりをまわっている光の絵がよくありますが、単なる比喩であって実際には光の速度では地球をまわることなどできないのです。

一般相対論では、重力は空間を曲げ、結果的に光の進路を曲げますが、地球程度では空間のゆがみを観測することは不可能です。

puyo3155 · Answer

光は、重力の影響を受けます。

正確には、質量があると空間が歪み、その歪みに応じて生じるのが重力。
光は、その曲がった空間を、まっすぐ進むが、結果として重力によって曲げられたように進む。これが、一般相対性理論の結露です。

もし地球の質量が生み出す歪みで、光が地球の周りを周回したら、それは、地球がブラックホールになるってことです。それぐらいの大きな質力と、強い空間の歪みが無い限り、光はほぼ空間を真っすぐ進みます。

ちなみに、地球がブラックホールになるぐらいの密度をになるには、地球の質量のまま、大きさが数センチになることが必要です。結果として、地球の質量のによる空間の歪みは、光にとっては誤差程度となります。

wellow · Answer

光は重力の影響を受けないので（正確には「ほとんど受けない」）、直進しますから戻ってきません。

１秒間に地球を７回半回るというのは、光の秒速を分かり易く地球という尺度に置き換えた表現に過ぎません。東京ドーム●杯分と同じレベルです。

sukimono222 · Answer

こんばんは。
残念ながら、戻って来ません。
発射された光は直進します。
地球は球体です。
つまり、光は瞬間は地表と水平ですが、ダンダン上昇し、雲を超え、成層圏を通過し、宇宙の彼方へまっすぐに進んで行きます。
円に接線を引いたような感じで、直進します。

fxq11011 · Answer

戻ってきません。
＞ばか正直に信じ込むとします。
バカ正直、をつけようが、つけまいが、信じこむ、のは当人の勝手なんです。
現実がその通りになるはずありませんね。
でなければ全国民すでに億万用じゃになっているはずですね、

himagene · Answer

3個以上の人工衛星を静止軌道（同期軌道）におき、赤道上で発射すれば可能です。どのように衛星を配置すれば良いかはご自分で考えてください。ただし目で確かめようと思ったら、相当太く強力なレーザービームを使い、衛星に置いた反射鏡の曲率も適当なものにしないといけません。理由はわかりますね。

CENTRAIR2 · Answer

成層圏内が地球です・・

あなたの言ってるのは地球では無く地表

hokyu · Answer

読解力の問題、なんだろうなぁ。
まー既回答の通りで、原則的に光は直進するので「戻ってこない」がファイナルアンサーという事でｗ

ついでに関連知識として「重力レンズ」という概念も覚えておくと良いでしょう。

https://gigazine.net/news/20180416-hubble-telescope-discovers-einstein-ring/

satoumasaru · Answer

No5です。お礼ありがとうございます。

＞太陽だと、光を曲げるひずみが発生しているのですね。

はい、でもあの太陽でさえ歪みはごくわずかです。
相対性理論を証明するため、イギリスのエディントン隊が1919年に皆既日食のとき太陽のすぐそばに見える恒星を観測しました。

その差は２秒足らず（１秒は1/3600度）でした。この角度を説明できるのは一般相対性理論だけだったので、これで一躍、一般相対論が有名になったのです。

angkor_h · Answer

No.7です。

> ＜その影響は極小さい＞のですね。
はい、そうです。
仮に、影響が大きいとすれば、地球の夜がなくなってしまう、
という事につながります。

通常の物体を投げて地球を１週する速度は、せいぜい 11 km/s程度までです。