小1の娘に質問されて困っています
「宇宙って空気がないんでしょ?
空気はこうやって手で仰ぐと風ができるけど
宇宙ではこうやっても(手をバタバタさせても)
風はできないの?」

んなこと知るかーーー
という心境なのですが、ま、ここは
「すごいこと考えるね。わかったらママに教えて(ちゅっ)」と要は逃げてしまいました・・・

でも、私だってちゃんと答えてあげたいですので
どうぞ、どうぞ、高校もまともに行っていない私にも
わかるように簡単な言葉で教えてください。

A 回答 (8件)

 


  もう少し丁寧に回答します。太陽風とかの話は関係ないはずです。
 
  まず、宇宙というのは、この世界中のことで、本当は、いまいるここも宇宙なのよ、という話ができます。
 
  しかし、上のことを言っていると混乱するし、分かりにくくなるので、省略します(省略しないで、後で、「宇宙空間」ということを述べる場合、その時に話すこともできます)。そこで、譬えなどを使って、こういう風に話ができると思います。
 
  手でばたばたあおぐと、空気が動かされて、それが風になるのです。
  宇宙に行くと、空気がないので、手をばたばたさせても、動く空気がないので風は起こらないのです。
 
  海の水のなかとか、プールの水のなか、お風呂のお湯のなかで、手をばたばたしてみると、水が手で押されて動くでしょう? けれども、水のなかに風は起きないですね。それは、水のなかに空気がないからです。空気のかわりに水があるので、水が動かされて、水の波ができるのです。
 
  ずっと空の上に昇って行くと、空気が段々薄くなるのです。だから、高い空の場所で、手をばたばたさせても、空気があまりないので、小さな風しか起こらないのです。富士山やエベレスト山の上だと、手をばたなたさせて「弱い風」しか起こらないのです。
 
  もっとずっと高く上がって行くと、空気がもうない場所になるのです。そこが宇宙(または、宇宙空間)です。そこまで行くと、空気がもうないので、手をばたばたさせても、風は、もう起こらないのです。
 
  空気がないと本当は、人間は死んでしまうので、そんな宇宙(宇宙空間)だと、宇宙服を着ないとだめです。けれども、宇宙服を着て、手をばたばたあおいでも、やっぱり空気がないから、風は起こらないのです。
 
  以上のどの段階までの話にするかは、自由に決めることができます。「水のなか」の例は、よく分かると思います。ただ、色々説明すると、余計に分からなくなる可能性もあります。
 
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この回答へのお礼

ありがとうございます!!
こういうお話は大好きです。
わかりやすくって、おもしろかったです。
水の中のことは娘が自分で気づきました。
(私はそこまで気づかなかったのでそれはそれで感動しました。)

それで、私は空を見上げて色々考えてたんですけど
空のむこうで空気がなくなったところが宇宙ですか?
それは目で見る事ができますか?

お礼日時:2002/03/11 19:02

 ちょっとamajunさんの回答で修正させて頂きたいのですが。



> 「風」といっても空気の流れではなく、太陽が放出するイオン微粒子の流れで
>す。この微粒子が地球の磁場に当たってできるものがオーロラです。

> また、宇宙に軽くて大きな帆を広げると、太陽風の圧力で動くことができます。
>これを太陽ヨットと呼びます。

 太陽風は大部分が水素のイオン(つまり陽子)の流れです。一方、太陽ヨットは近未来の技術でまだ実現はしていませんが、薄いプラスチックの膜にアルミニウムを蒸着させたものなどが、帆の材料として考えられています。
 薄い金属膜というものは陽子を通過させてしまいますので、太陽風を受ける帆としては充分には役に立ちません。アルミニウムの帆とは、実は太陽からの光を受け、光を反射し、光の圧力を受けて動くためのものです。
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つけたしです。


スペースシャトルの中でやると、風は起きます。
空気はありますから。
ちょっとがっかり??
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確かにみなさんのおっしゃっているように風は起きないと思いますが、その実験を行うのは無理ですよ。


空気がない=酸素がない。
まあ、窒息覚悟でやるっていうのなら、止めないですが。^^
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この回答へのお礼

数十秒だったら息をとめてれば宇宙でも人体に影響はないんですよね?(←検索しまくってみつけた)
宇宙に行けるチャンスが出来たら大きいうちわで思いっきり仰いでみます。

お礼日時:2002/03/11 18:53

 じつは宇宙空間では、太陽の方向から風が吹いています。

これを太陽風と呼びます。彗星の尾は太陽風に吹かれてできるので、常に太陽とは反対方向に伸びます。

 「風」といっても空気の流れではなく、太陽が放出するイオン微粒子の流れです。この微粒子が地球の磁場に当たってできるものがオーロラです。

 また、宇宙に軽くて大きな帆を広げると、太陽風の圧力で動くことができます。これを太陽ヨットと呼びます。

http://www.mainichi.co.jp/eye/feature/details/sc …

参考URL:http://www.isas.ac.jp/kids/naze/earth/15.html
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この回答へのお礼

ありがとうございますっ!
太陽ヨットで宇宙を遊覧できたらいいな。
そういう日って来るとおもいますか?

お礼日時:2002/03/11 18:50

 地球上での風は、暖かい空気と冷たい空気による気流なのですが、真空上では、こういった流れの空気がありません。


 しかし、宇宙上には塵が無数に散らばっているそうで、宇宙の塵が流星(隕石)となって、地球上に落下することもあるそうです。このスピードは計り知れず、凄い威力があるとされます。
 風は無くとも、無数の塵を飛ばして(塵に力を加えて)ダメージを与えることは可能のようです。塵が細かければ、風のような作用に似るでしょう。
 ですから、人工衛星が宇宙の塵(ゴミ)により破損しないように防御するということも重要なのです。
 以前、映画でも、そういったことを扱ったものがありました。それに、イオン嵐なるものが生ずるということで、映画等でも問題にしていました。そして、引力圏入った為による吸い込み、引っ張られるという作用があり、それに逆らえば、他の塵等が抵抗(向かい風)となるかもしれません。
 未知なる世界には、どんなことが起こるか未知数な部分があり、いまだ全てが分かっていないというのが現状です。この地球ですら、回転しているのですから。それも太陽による引力圏を周りながらです。如何でしょうか?
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この回答へのお礼

ありがとうございます!!
娘に質問されてから、宇宙っておもしろいと考えるようになりました。
学校で習っているときは全く興味がなかったのに不思議なもんですね。
なので、月がどうして三日月だったり満月になったりするのかすら
知らないんですよ。あー、恥かしい。

お礼日時:2002/03/11 18:41

ですから、映画とかで宇宙での戦いにおいて戦艦が爆発したりしますが、映画を面白くさせるためのものですね。



ちなみに、空気がないと「音」も伝わりませんよ。
ですから、「風」「音」は空気がある地球ならではですね。

子供は私も好きです。また分からないことなどは質問して子供に教えることによってコミュニケーションもとれますね!
かってに説教みたくすいません…。
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この回答へのお礼

回答どうもありがとうございますっ!!
宇宙っておもしろいですねーー。
音も伝わらないなんて、なんて不思議なことなんだろう。
宇宙で発した自分の声も聞こえないってことですか?
体験してみたーい。
子どもの質問にはめんどくさがらずに一緒に考えようと思います。

お礼日時:2002/03/09 15:25

「宇宙って空気がないんでしょ?


空気はこうやって手で仰ぐと風ができるけど
宇宙ではこうやっても(手をバタバタさせても)風はできないの?」

「そうだよ、できないよ。空気がないんだから、当然だね」

これで良いと思いますが。
_iron_さんが、難しく考えすぎてるだけのようです。
娘さんは分かっているようですよ、その聞き方からすると。

_iron_さんへ、説明!
風とは「動いている空気」のことです。
ですから、空気が無ければ、当然風もありませんね。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます!!!
ほんとに?ほんとに~?
なんか、すごく新鮮な気分です。
宇宙ではうちわでいくら仰いでも風はできないってことですよね?
やってみたーーーーいっ!!

お礼日時:2002/03/09 13:18

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Qインテグラル∫とdxについて

非常にわかりにくい質問だと思いますが、ご容赦ください。∫f(x)dxという式があったとします。これは、積分の成り立ちから考えて、dxという記号が必要なのかどうかずっと疑問なのです。
積分の成り立ちはhttp://izumi-math.jp/sanae/MathTopic/sekibun/sekibun.htmのサイトを見て理解しました。
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Aベストアンサー

そもそも積分とは何か,といえば,「細切れを足したもの」が積分です.
積分を計算したければ,細切れを足す計算を実行すれば(そして,その計算が実行可能なら),それでできます.
積分とは何かを説明するにも,積分を計算するにも,「微分の逆」は本来は出てきません.
積分は微分とは無関係に定義されるものです.

ライプニッツの記法は,この積分の定義を忠実に書き取ったものになっています.
「細切れを足す」以上,足されるべき個々の「細切れ」が何かを明らかにする必要があり,「f(x) に dx を掛ける」という操作を式の中に書くのは当然です.

ところが,微積分学の基本定理の発見によって,(1変数の場合は)わざわざ細切れを足さなくても「微分の逆」を使えばうまく積分を計算できるという「裏技」(←説明のために批判を恐れずあえてこう書きます)が編み出されたのです.
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========
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 「爆発したロケット」ではないですが、切り離されたロケットの実例があります。

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http://hotwired.goo.ne.jp/i/news/20020930306.html

 月~地球~太陽~その他の惑星… これら全員から(重力を介して)指図を受けて 右往左往するので、小さく軽い物の将来は不透明です。地球のように大きく重ければ 一応 我が道を行くに近いですが。人間社会に似てますね。



2.単純化した話;
ロケットと月だけあって、日本の花火のように一様に割れた。

     ハ
     ●
     ↑
 イ●←☆→●ロ       ○
     ↓           月
     ●
     ニ

 破片のスピードが;
(1) 脱出速度より大きいなら イロハニ全ての方向の破片が脱出して 帰って来ません。途中の軌道は様々ですが 最終的に全て居なくなります。(ロの方向でも月にぶつからなければ脱出します。)

(2) 脱出速度と周回速度の中間なら イロハニ全てが月を回る衛星になります。その軌道は様々ですが。(月にぶつかって終わる軌道もあります。)

(3) 周回速度より小さいなら イロハニ全てが月に落ちてゆきます。その軌道は様々ですが。

 破片が飛ぶ方向は関係ないのです。爆発のエネルギだけで決まります。大,中,小 ですね。



 余談;
なぜ方向が関係ないのか?  ブラックホールなどの絵で 星の重力が中心で深い穴になってる図がありますね、地面に図と同じ形の穴を掘ったとします。(観客席が坂になってるスタジアムでも良いです。) 坂を登り降りすれば 位置エネルギの差があります。が、同じ深さの所をグルグル回るだけなら位置エネルギは変わりません。(歩き疲れるという話は無しです。)
 爆発地点から地上に出るまでに登らないとだめな高さは、イも ハも ニも同じです。 ハとニは距離は長いですが 登る高さはイと同じです。
(斜め後ろから引っぱられながら登るので 道は真っすぐでなく 双曲線になります。)
 ロの方向は 深く降りて反対側に登ります。降りる時に位置エネが速度エネに変わり、登りはそれが位置エネに戻るのだから、反対側で爆破位置と同じ深さになったときは 最初の速度エネに戻ってます。そして向きは月を背にしてます。これはイと同じですね。
 
 

 
 
1.
 「爆発したロケット」ではないですが、切り離されたロケットの実例があります。

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http://www.astroarts.co.jp/news/2002/09/13j002e3/index-j.shtml

http://hotwired.goo.ne.jp/i/news/20020930306.html

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そこから考えたのですが(数学的に正しいかどうかは一切わかりませんが個人的にはこれが一番筋が通りそうな気がしました)、たとえばy=x^3とかで

dy=3(x^2)dx
d(dy)=D[3(x^2)]dx
(d^2)y=6x(dx)dx=6x(dx^2)

とつまりdxのまえにxの文字式があればxで微分できるため新しいdxができるが、dyの前にyを含んだ文字がないのでyで微分できないため?といった風に考えました。。。(汗)

正確な解釈を教えてください。あとdxとかの扱い方がいまいちよくわかってないので、上ので間違ってるところの指摘お願いします。

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-- --
dx dx

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d^2 y
-------
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【天文学・宇宙・重力波】なぜ宇宙は真空の世界なのに重力波が伝わるんですか?

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衛星も電波で通信して指示を与えている。

ってことは重力波が宇宙で伝わるのも当然ってことですか?

とすると、重力波の発見って電波で通信出来ているんだから存在して当たり前な気がしました。

そんな重力波の発見は偉大な発見だったのでしょうか。

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>真空でも振動が伝わるってことは地球と宇宙ステーションで電波で通信している。
この場合電磁波である光(光波・光子)が真空中を伝わります。光は透明な媒体ならどこでも届く。ただし速度の上限である「真空中の光速」より速くは情報は伝達出来ない。
現在のところ、この時空で相互作用を行なうに必要な力は、古典的には、電磁波、弱い力、強い力、重力、の四つしかない。力の媒体は、ファインマンと朝永先生が矛盾を解決した電磁波と弱い力が統一された電弱相互作用、強い力は湯川先生が見いだしたパイオン。問題は理論でも実際も重力を媒介する波・粒子が有る筈なのに見つからなかった。検出装置は巨大な金属柱を全ての振動から隔離し、それに多くの伸縮検出器を貼り付けたもの、それだけ。50年以上も無駄だった、だけどITが進歩し信じられない程細かい伸縮を検出出来る様になり、巨大な金属柱も作られた。でも重力子は質量が無い。なお電磁波を通信に用いるアンテナ間の電磁波も質量が無い。今回重力波・重力子が見いだされたのはほとんど運が良いとしか言い様が無い、二つの巨大な銀河系が斜めに衝突していた。多分それぞれの中には多くのブラックホールが含まれていたはず。それでようやく重力波・重力子が実在することが分かった。こいつには質量が無いので光速で飛んで来た。やっと欠落が埋まった。

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この場合電磁波である光(光波・光子)が真空中を伝わります。光は透明な媒体ならどこでも届く。ただし速度の上限である「真空中の光速」より速くは情報は伝達出来ない。
現在のところ、この時空で相互作用を行なうに必要な力は、古典的には、電磁波、弱い力、強い力、重力、の四つしかない。力の媒体は、ファインマンと朝永先生が矛盾を解決した電磁波と弱い力が統一された電弱相互作用、強い力は湯川先生が見いだしたパイオン。問題...続きを読む

Qdy/dxについて

dy/dxはなぜ置換積分をする時(1)のように分数の計算みたいに計算できるんですか?高校の時も先生はそのことについてこれはこうなるという風にしか説明しませんでした。他の専門書とかにもとりあえずこうなるみたいな書き方をしてありました。そんなに難しい理論なんですか

(1)t=2x^2とすると dt/dx=4x⇒dt=4xdx

Aベストアンサー

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=236331
でほぼ同様な疑問に対してかなり突っ込んだ回答がなされています.

Q宇宙ステーションの空気について

初歩的な質問ですみません。
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作っている場合はどのように作っているのでしょうか?

Aベストアンサー

最初分の酸素/窒素/水は、地球からの持ち込みです。
酸素は消費されて二酸化炭素となりますが。これは化学的に固定化して、最終的にはフィルター部分を廃棄します。
消費された酸素は、主に水から電気分解して得ています。この時発生する水素は、船外に廃棄されます(もったいないかんじがしますが)。

この辺を参考に。
http://iss.jaxa.jp/iss_faq/faq_iss_19.html

Qdy/dx・dxは置換積分を使ってdy?

次の微分方程式を解け 2yy'=1
とありました。解答は
--------------------------------
2y・dy/dx=1の両辺をxで微分して
∫2y (dy/dx) dx=∫dx
置換積分法により ∫2y dy=∫dx
ゆえに y^2=x+C (Cは任意定数)
--------------------------------
となっています。ここで疑問に思ったのが
”置換積分法により”という箇所です。
これはdy/dx・dxを”約分して”dyにしてはならず、
”置換積分法により”dyにしなくてはならない、
ということが言いたいのだと解釈しました。
疑問1.
そこで、ここにおける”置換積分”とは具体的には
どのような作業を指すのでしょうか?
疑問2.
以下は全て同じことを表現したいと意図している
のですが、誤解を招くことはないでしょうか?
2y・dy/dx・dx   
2y (dy/dx)・dx  
2y dy/dx dx
2ydy/dx dx
2y*dy/dx*dx
2yとdyの間に半角スペースを入れた方がよいか
・と*と半角スペースどれが妥当か
dy/dxは()でくくるべきか
などなどです。

次の微分方程式を解け 2yy'=1
とありました。解答は
--------------------------------
2y・dy/dx=1の両辺をxで微分して
∫2y (dy/dx) dx=∫dx
置換積分法により ∫2y dy=∫dx
ゆえに y^2=x+C (Cは任意定数)
--------------------------------
となっています。ここで疑問に思ったのが
”置換積分法により”という箇所です。
これはdy/dx・dxを”約分して”dyにしてはならず、
”置換積分法により”dyにしなくてはならない、
ということが言いたいのだと解釈しました。
疑問1.
そこで、ここにおける”...続きを読む

Aベストアンサー

そもそも置換積分をご存知ですか?
∫(x^2+x+c)^{100} dx とか計算したことがあれば
ご存知だと思いますが?

置換積分の公式は
高校の教科書風に書くとこんな感じ

∫f(y) dy = ∫f(g(x)) g'(x) dx
ただし,y=g(x)
#積分区間とかgの条件は省略

これをちょろっと書き換えます.
g'(x) = dy/dx とかけば

∫f(y) dy = ∫f(g(x)) g'(x) dx
= ∫f(y) dy/dx dx

となるので「形式上」ですが約分の形が成り立つのです.
したがって「置換積分より」となります.

きちんと置換積分に言及してる解説は
経験上そんなに多くはありません.
その解説を書いた人はまめというか,
きっちりした方なんでしょうね.
普通は,No.1さんのように
本当は初歩的な段階では「約分」ではないのにも関わらず
形式的に約分をしてしまう解説がほとんどです.
そもそも,dy/dx は定義してても,dyとかdxというものは
定義してないですよね?定義してないものに対して
計算を行うというのは変なんですよ

ただし,No.1さんのような「約分」というのは
実際は,上述のように「置換積分」によって正当化されるので
積分記号のもとではやってしまってかまわないのです.
そして,いちいち積分記号とか書いていると
まどろっこしいので,あとで積分で使うことを前提として
なんだかわかんないけども,dxやdyというものを使って,
さらに積分記号を省いてしまって,「普通に約分」とかして
計算してしまって,それを使うというのが現実的な解法です.

つまりは「表記の問題」にすぎません.
こういうふうに「省略して書く」というのが一般的で,
なおかつ,あまりにうまく機能するので逆にややこしい,
つまり,dxとかdyが普通の数に見えてしまうということです.

これには裏があって,じつは
もっと数学を勉強していくと,積分とかにまったく無関係に
関数 f に対して,df というものがでてきます.
微分形式というのですが,ここまでいくと
約分とか,そもそも``dx''ってなんだ?という問題は
すべて解決されます.
さらにこの微分形式ってものに対して「積分」という演算が
定義されるのですが,それは「普通の積分」とうまく
噛み合うように定義されます.

そもそも置換積分をご存知ですか?
∫(x^2+x+c)^{100} dx とか計算したことがあれば
ご存知だと思いますが?

置換積分の公式は
高校の教科書風に書くとこんな感じ

∫f(y) dy = ∫f(g(x)) g'(x) dx
ただし,y=g(x)
#積分区間とかgの条件は省略

これをちょろっと書き換えます.
g'(x) = dy/dx とかけば

∫f(y) dy = ∫f(g(x)) g'(x) dx
= ∫f(y) dy/dx dx

となるので「形式上」ですが約分の形が成り立つのです.
したがって「置換積分より」となります.

きちんと置換積分に言及して...続きを読む

Q地球の空気は、宇宙に逃げていかないのでしょうか?

重力があるとは言え、宇宙空間との境目にある空気は、宇宙に逃げていくような気がするのですが、実際にはどうなっているのでしょうか?
ずっと逃げていかないのか、それとも、非常に長い時間をかけて逃げていくのでしょうか?

Aベストアンサー

水素に拘られている様なので、その点に絞ります。

確かに水素は軽く、単体になれば上昇して行くので、水素資源として地表には無く、私たちが吸う空気の中にも殆ど無く、上空に昇って行く事が多い様です。

従って、その上空から失われる確率も元素中最大と言えます。

しかし地球は宇宙空間の中で高速で移動しており、宇宙空間に元素を失うだけでなく、宇宙空間から元素を得ています。

太陽系周辺の宇宙空間で存在数が最も多いのは水素で、その次のヘリウムの10倍、三番目に多い酸素の1,000倍以上の数があります。

ですから水素は一方的に減るだけでなく増えても居るので、その増減は単純に求められるものではありません。

また地球に落ちてくる固形物の大半は氷なので、それに含まれる水素も増加することになります。


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