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フジテレビ「月は自転しない」で視聴者からツッコミ殺到 「スタッフの確認不足から生じたミス」と謝罪
と言うネタを見た。

では、何故「公転と自転の周期が一致している」のでしょうか?

私の推測では、起き上がり小法師の様に、地球の引力により、重い元素が地球側に集まった為。

閑人の素朴な疑問に、お付き合い頂ける方、どうぞよろしくお願いいたします。

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A 回答 (10件)

原始地球がまだ熱く柔らかかった頃、巨大な隕石が激突し、外に散らばった破片が固まってできたのが月だ、というのが通説(ジャイアント・インパクト説)だというのはご存知だと思います。

質問者様がおっしゃるように、冷えて月が固まるときに、核が中心少しズレた位置にできてしまったため、重い側(今の月の表)がずっと地球の重力で引かれるようになったと思われます。

重心のズレの原因は、たしか鉄の分布だったと思います。
下記資料にも似たようなことが書いてあったので、ご参考までに。

参考:日本経済新聞 プラスワン
http://style.nikkei.com/article/DGXKZO92034990U5 …
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この回答へのお礼

ありがとう

皆様がベストアンサーです。回答感謝。
テレビ局を批判した者で何人同一理由を知っていたのでしょうか?
起き上がり小法師説も強ち無謀な説でない事をリンク先の天文学者の話で理解しました。

お礼日時:2017/04/16 12:03

月の公転周期と自転周期が一致したのは、地球の重力により潮汐力が月に掛かったからです。

月は、地球の重力による「潮汐力」で楕円体に歪んでいます。

まず、「潮汐力」を説明します。重力は距離の2乗に反比例します。ですから地球から見て、月の表側の方が裏側よりも強く地球の重力に引かれます。その為に、月は地球方向へ伸た①楕円体となっています。

月の自転により地球に向いた面が変わると、月は変形しまた地球方向へ伸びた別の②楕円体となります。

月が①→②に変形する時、月を構成する物質が摩擦でこすれ合い、膨大なエネルギーを失います。
こうして、月の自転エネルギーは次第に失われて行き、最後に月は同じ面を地球に向ける様になります。

こうなると、月は同じ楕円体のままで変形しないため、それ以上自転エネルギーの損失はありません。

こうして、月の公転と自転の周期が一致したのです。月が地球の周りを1回公転する間に1回自転します。すると、月は常に同じ面を地球に向ける様になります。

「月に掛かる潮汐力」について、下記のホームページを参照下さい。
http://beach26.webcrow.jp/tukinikakarutyousekiry …
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この回答へのお礼

月が自由落下しているとの紹介記事を読んでなるほどと思いました。
太古、月と地球の距離はもっと近かったので、その潮汐力も大きなものがあったかと存じます。
回答感謝。

お礼日時:2017/04/16 11:27

地球の自転速度も、月や太陽による潮汐力による変形


により、地球の変形での内部の流動性の摩擦によって
自転が遅くなっている事が古代の潮汐の痕跡から
明らかとなっています。
月の場合、今は内部はほとんど固まっていますが、
できた頃は、地球同様にマントル対流があり、流動し
変形していました。
それが地球に引きずられながら徐々に固まる事で、
変形が固定=同じ向きを地球に向けたままになったと
考えられています。
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この回答へのお礼

重い金属が、回転する度に地球の重力によって動き、自転力が失われた訳ですね。
回答感謝。

お礼日時:2017/04/16 11:31

…力学的に安定した結果。



 木星の四大衛星も自転と公転が同期してますし、冥王星とその衛星カロンに至っては互いに同じ面を見せあった状態で回っています(遠い将来には地球と月もこうなる)。

 自転速度が遅くなる原因は潮汐力(海だけでなく地殻にも働くので、海がない月にももちろん働く)。月なんかは割と早く(完全に冷え切る前)自転速度が落ちたせいか地球側に重心が寄った(重い物質が地球寄りに偏っている)とされている。
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この回答へのお礼

他の衛星もそうなんですか。勉強になります。

お礼日時:2017/04/16 11:33

それは天文学の本に必ず書いてありますが、海水の潮汐力で月の自転は次第に遅くなり、同期に至った、もうかすかに揺れるだけ。

無視する人が居ますが、月の自転はかなり揺らいでいるので、我々は10%位裏側を見ています。
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この回答へのお礼

月の軌道は楕円なので、太陽の重力の影響も多少あるのかも知れませんね。
回答感謝。

お礼日時:2017/04/16 11:37

現代物理学の仮説では星はくずの集まりが衝突し合って偏りが生じて回転が生まれる。


回転によって球形が生じる。回転によって自転が生じる。
現代物理学に真っ向から歯向かう美しいあなたの理論と賛美します。
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この回答へのお礼

特に現代物理学に歯向かおうと言う意識はなく、素人考えを申しただけです。ご容赦を。
シャボン玉は、特に回転してはいないが、概ね球形を保っています。
無重力状態で、宇宙飛行士が、水玉を飲むシーンが有りましたが、回転してはいないが球形でした。
回答感謝。

お礼日時:2017/04/16 11:44

月が地球に及ぼす潮汐力で潮の満ち引きが生じる



小さな月によってそれだけの力を受けると言うことは、それより格段に大きな力が月に及んでいると考える事ができる

月の潮汐力の影響で地球の自転は徐々に遅くなりつつある
同じように地球が及ぼす潮汐力で月の自転周期が遅くなり、結果今の自転周期になって安定している
との説が有力
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この回答へのお礼

太古の地球は、もっと1日が短かったとか。
月も今より近く、海を潮汐力で掻き回したとか。生命はそう言う環境から生まれたのですね。
回答感謝。

お礼日時:2017/04/16 11:49

ええっと、うろ覚えなので、間違いがあったら申し訳ありませんm(_ _)m


記憶では、地球が月に及ぼす潮汐力により、公転周期と自転周期がほぼ一致したらしいです。
つまり、地球の引力によって、月が楕円形に歪められるのですが、
もちろん地球に近い方が地球から受ける引力は強いので、月の回転の減速または加速が生じ
結果として、地球に対して、月は同じ面を向くようになったって事です(^^)
じゃあ、地球は?って話ですが、もちろん地球でも潮汐(潮の満ち引き)があるわけですが、
月の引力は、地球の引力の約1/6倍なので、地球の自転周期を月の公転周期と同じにするほどの影響は与えなかったらしいですね。
・・・ええっと、NHKの「コズミック・フロント」で見たんだったかなぁ~(^^;)
先にも書きましたが、間違っていたらゴメン(ー人-)
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この回答へのお礼

もし、地球と月が同じ位の大きさだったら、お互いがお互いで回転しあってたかも知れませんね。
回答感謝。

お礼日時:2017/04/16 11:52

私もその考えに同意です。


月は地球の一部が飛び出して、引き合うバランスが取れた位置で地球の周りをまわって居ると聞き及んでいます。
しかし、月の重力中心が地球より離れているので、その重い部分が常に地球の引力に引かれ、地球から見て同じ方向で回転していると私は思って居ます。
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この回答へのお礼

宇宙のバランスって、その現象が当たり前と見ているが、調べると不思議なものが多いですね。
回答感謝。

お礼日時:2017/04/16 11:55

> 何故「公転と自転の周期が一致している」のでしょうか?


全くの偶然、でしょう。
或いは、月は地球から分離した物体であって、
その時の自転(慣性)を継承しているのかもしれません。
おっしゃるように、月の重心が大きく地球側にずれていることも考えられますが、
長い年月を経過すれば、球体におけるそのアンバランスは平準化されるはずです。
現状がその結果、とは言えるかもしれませんが。
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この回答へのお礼

偶然説も最初に思いました。日蝕は、皆既も金環も偶然が成せる業だったので。
回答感謝。

お礼日時:2017/04/16 11:57

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原始太陽ができて間もない頃は、ガスやチリが四方にあったと思われますが、それらが太陽の赤道面上にのみ、選択的に惑星を作ったのにはどんな理由があるのでしょうか?

お詳しい方ぜひご教示いただけると幸いです。よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

太陽系の惑星は、左回りに公転し、左回りに自転しています。金星のみ右回りに自転しています。また、天王星と冥王星は横倒れとなり、常に同じ面を太陽に向けて自転しています。何故、大多数の惑星は、左回りに公転及び自転しているのでしょうか。

 宇宙空間に漂う塵が次第に集まり、塵の大きな固まりが出来ます。塵はお互いに遠くから万有引力で吸い寄せられ一箇所に集まった為、運動エネルギーを有しています。

 塵はお互いに引き合いながら、中心を回る運動をします。右回りか左回りかどちらか量の多いほうに回転は決定されます。

 塵同士はお互いに引き合っているので、左回りや右回りを各塵が自由に動ける訳ではありません。塵の塊は、平面の円盤状になり、同一方向へ回転する様になります。

 球体であると、塵は縦横様々な方向へ回転することとなりますが、塵同士引き合っているので、バラバラの方向へは回転しません。全ての塵は、同じ方向へ回転するようになります。太陽系は、たまたま左回転となったのです。
 そして、塵は幾つかのリングに別れ、それぞれのリングが一つになり、惑星が出来上がります。その時、リングの内側の塵の移動速度は、リングの外側の塵の移動速度より速いのです。内側程太陽の重力が強く、速く公転しないと太陽に落下してしまいます。

 内側の赤丸の塵が外側の青丸の塵より速度が速く、また公転軌道も短いので、先に進みます。そうすると、赤丸の塵が青丸の塵を引っ張る形になります。赤丸の塵は減速し、青丸の塵は加速します。同じ地点に来た時、青丸の塵の速度が赤丸の塵の速度を上回ります。その為に、外側の青丸の塵の運動エネルギーが勝り、惑星は左回転をする様になるのです。

 また、地球は太陽の重力による潮汐力により太陽方向に長い楕円体に潰れます。地球が太陽に向ける面が変ると、潰れる方向が変るので、地球内部の物質がきしみ大量のエネルギーを使います。公転方向へ自転した方が、自転一回転分太陽に向ける面が変るのが少なくなります。その為に、集まった塵の持つ運動エネルギーの消耗は少なくなります。従って、公転方向へ自転する方がスムーズなのです。

 金星は、何かが衝突しひっくり返ったとしか考えられない。地球も太古の昔、火星程度の星がぶつかり、24度傾いた。そして、もぎ取られた地球の一部が月となったのです。

詳細は、下記のホームページを参照下さい。
http://catbirdtt.web.fc2.com/wakuseinozitenn.html

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 宇宙空間に漂う塵が次第に集まり、塵の大きな固まりが出来ます。塵はお互いに遠くから万有引力で吸い寄せられ一箇所に集まった為、運動エネルギーを有しています。

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「太陽系」という「系」から見た場合には、地球の公転方向に飛び出す場合は「速度の加算」で「30 + 11 = 41 km/s」だし、地球の公転と逆方向に飛び出す場合は「速度の減算」で「30 - 11 = 19 km/s」だし、公転軌道と垂直方向に飛び出す場合には公転速度は関係なく「11 km/s」です。

回転運動の運動方程式から考えてみてください。地球中心は「静止している」として計算するはずです。
あとは「力学」における「慣性系」「ガリレイの相対性原理」を理解してください。

↓「ガリレイの相対性原理」
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AC%E3%83%AA%E3%83%AC%E3%82%A4%E5%A4%89%E6%8F%9B
↓「慣性系」
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/kannsei/kannseikei.html

ついでに「人工衛星」の力学
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/bannyuu/jinnkou.html

「地球」という「系」からの脱出ですから、地球を「静止」していると考えたものが「第2宇宙速度」です。この場合には、地球の自転や公転は考慮していません(考慮する必要がない)。

「太陽系」という「系」から見た場合には、地球の公転方向に飛び出す場合は「速度の加算」で「30 + 11 = 41 km/s」だし、地球の公転と逆方向に飛び出す場合は「速度の減算」で「30 - 11 = 19 km/s」だし、公転軌道と垂直方向に飛び出す場合には公転速度は関係なく「11 km/s」です。

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飛行機から物を落としても、たかだか数百キロですよね?
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隕石なんかは、周回軌道もないのに…なぜ、すごいスピードと温度になるのですか?

どうか、教えてください。

Aベストアンサー

No.2&3です。

>たぶんですが、1000mから物を落としても、10000mから落としても、空気抵抗で速度はあまり変わらないと思うんです。

はい、そのとおりです。「徐々に加速」していくと、空気の抵抗で「一定の速さで頭打ち」になります。「終端速度」というようです。
スカイダイビングの場合には、180~200km/h の速さのようです。
http://lumens.blog.fc2.com/blog-entry-28.html

>極端な話ですが、衛星が宇宙速度を減速して停止したら、熱は発生せずに、ゆっくり落ちてくることが可能なんでしょうか?
>たまたま、地球の自転速度と同じ隕石が、ちょうど良い角度で、ぶつかってきたら、熱は発生しないんでしょうか?

最初から空気中で「徐々に加速」する場合には、上記のように「終端速度」を超えることはありませんが、空気のない宇宙から、地球の引力で加速して大気圏に突入する場合には、大気圏突入時の初速度がかなりの大きさになっています。

例えば、国際宇宙ステーションは、地上からの高度が 400 km です。これが周速度ゼロに減速して自由落下すると、大気圏が高度 100 km として(この高度でも大気はほとんどないようですが)、大気圏突入時の鉛直方向の速度は、単純な自由落下の計算(重力加速度は一定で近似)で
  v ≒ 2.4 km/s
になることが分かります。大気圏突入までに、地球の引力で十分に加速されてしまうということです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%BD%E9%9A%9B%E5%AE%87%E5%AE%99%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3

それから、水平方向にしても、赤道上で
・地球表面の自転速度:1700 km/h ≒ 470 m/s
・国際宇宙ステーションの周回速度:27,700 km/h ≒ 7.7 km/s
の速度差があります。

赤道上の静止衛星は、地上 36,000 km とかなり高いところ(地球の半径の 5倍程度)に軌道があるので、「静止して見える」といっても周速度では約6倍、相対速度にすれば
・地球表面の自転速度:1700 km/h ≒ 470 m/s
・静止衛星の周回速度:3.1 km/s
の差で約 2.6 km/s あります。
http://iss.jaxa.jp/shuttle/flight/sts99/earthkam_01_2.html

つまり、宇宙から地球の大気圏に飛び込むときには、鉛直方向にも、水平方向にも、初速度が大きくなるということです。大気は「だんだんに濃くなる」ので、大気がそこそこ濃くなったあたりで、ちょうどうまく「水平方向にも、鉛直方向にも、速度ゼロ」の状態を作るには、相当にうまく「速度制御」をしてやらなければいけないということです。

No.2&3です。

>たぶんですが、1000mから物を落としても、10000mから落としても、空気抵抗で速度はあまり変わらないと思うんです。

はい、そのとおりです。「徐々に加速」していくと、空気の抵抗で「一定の速さで頭打ち」になります。「終端速度」というようです。
スカイダイビングの場合には、180~200km/h の速さのようです。
http://lumens.blog.fc2.com/blog-entry-28.html

>極端な話ですが、衛星が宇宙速度を減速して停止したら、熱は発生せずに、ゆっくり落ちてくることが可能なんでしょうか?
>たま...続きを読む

Q地球滅亡か!太陽と月と地球が一直線に並ぶキングタイドが地球を襲う!その日はなんと今年!! 6月23日

地球滅亡か!太陽と月と地球が一直線に並ぶキングタイドが地球を襲う!その日はなんと今年!!

6月23日と7月21日にハワイが太陽と月と一直線に並ぶキングタイドというスーパー満潮現象、超満潮現象が起こってハワイの下水道管のマンホールが映画のようにポンポン飛んで行くこの世の世紀末みたいな事が起こると言われています。

日本が太陽と月と一直線に並ぶキングタイドはいつですか?

Aベストアンサー

>太陽と月と地球が一直線に並ぶ
この現象が起こると日食や月食が該当地域で観ることができます。

天文年鑑2017年版を確認してみましたが、6月24日と7月23日は共に新月(時差の関係でハワイと日本時間とでは違いますが)ですが、
新月に起こる現象で、太陽-月-地球が一直線に並ぶ日食は、天文年鑑では確認できませんでした。
ハワイが直線上に並ぶなら、ハワイで皆既日食や金環食が観られるはずです。
8月22日に米国本土で皆既日食が観られますが、大陸中央付近が大潮の時間帯は大陸中央付近のようですね。

ただし、6月23日と7月21日頃は月の視半径が大きい(月が地球に近い)ので大潮がより大きくなる可能性があるようですが、
天文学的な月の引力の影響では潮位は10cm程度くらいしか上昇しないと言われています。

それよりも気候変動やその時の気候の影響の方がより大きく、キングタイドという現象を引き起こすようですね。
起こりやすい時期は、地域によって気候や地形が違うので変わるようです。
それとキングタイドは正式な学術用語ではないです。
台風シーズンに大潮と重なり高潮の被害発生することが、キングタイドと言えるでしょう。

なので、日本で起こるかと言われても、大潮の日時は気象庁等の官庁から出しているので判りますが、
天候の影響を推定するのはできませんのでいつ起こるのかは判らないです。

>太陽と月と地球が一直線に並ぶ
この現象が起こると日食や月食が該当地域で観ることができます。

天文年鑑2017年版を確認してみましたが、6月24日と7月23日は共に新月(時差の関係でハワイと日本時間とでは違いますが)ですが、
新月に起こる現象で、太陽-月-地球が一直線に並ぶ日食は、天文年鑑では確認できませんでした。
ハワイが直線上に並ぶなら、ハワイで皆既日食や金環食が観られるはずです。
8月22日に米国本土で皆既日食が観られますが、大陸中央付近が大潮の時間帯は大陸中央付近のようですね。

ただし...続きを読む

Q「ブラックホールは素粒子レベルまで菌を分解します」 なんでそんなことまで地球から望遠鏡だけで見て分か

「ブラックホールは素粒子レベルまで菌を分解します」

なんでそんなことまで地球から望遠鏡だけで見て分かるの?

Aベストアンサー

菌に限らず生物はタンパク質やアミノ酸で出来ています。
太陽よりも10倍から20倍程度の質量の星は、寿命が尽きた後超新星爆発を起こし中性子星になります。
中性子星は、原子が電子を取り込んで縮退し中性子だけが存在しています。
タンパク質やアミノ酸は多くの数の原子でできていますから、この時点で菌は生存もできず原子も中性子になってしまいます。

更に大きな太陽の30倍以上の質量の星は超新星爆発の後、ブラックホールになると考えられています。
重力が強すぎて光さえ脱出できない事象の地平線を持っているようですが、現代物理や数学でも未だに決着が付いていないです。
不明確な部分が多いようです。

このブラックホールを直接観た望遠鏡は未だにありません。
間接的に、ブラックホールが存在していないと”この現象は起きないだろう”というものをいくつも観測しているので、
多くの天文学者・物理学者がブラックホールの存在を肯定しているのです。
ブラックホールの候補の天体がいくつも見つかっているという感じです。

中性子星とブラックホールの間の太陽質量の20倍から30倍程度の星は、クォーク星になると言われていますが、
私の子供の頃はクォークの存在が認められていなかったので、クォーク星は考えられていなかったです。

太陽質量の40倍以上の星は極超新星になると言われており超新星爆発の後は何も残さずに消し飛ぶと言われています。

アインシュタインが一般相対性理論を出した後、その理論からシュバルツシルトがブラックホールを考え出したのですが、
実は、18世紀に既に、ラプラスがニュートン力学で光も脱出できない天体(今でいうブラックホール)を計算して推測している歴史があります。

菌に限らず生物はタンパク質やアミノ酸で出来ています。
太陽よりも10倍から20倍程度の質量の星は、寿命が尽きた後超新星爆発を起こし中性子星になります。
中性子星は、原子が電子を取り込んで縮退し中性子だけが存在しています。
タンパク質やアミノ酸は多くの数の原子でできていますから、この時点で菌は生存もできず原子も中性子になってしまいます。

更に大きな太陽の30倍以上の質量の星は超新星爆発の後、ブラックホールになると考えられています。
重力が強すぎて光さえ脱出できない事象の地平線を持って...続きを読む

Q【天文学】紫外線の不思議 不思議1: 紫外線は無色透明で目で見えないのに市販の紫外線ライトは紫色の色

【天文学】紫外線の不思議


不思議1:
紫外線は無色透明で目で見えないのに市販の紫外線ライトは紫色の色をさせているのですか?

不思議2:
紫外線は物を経年劣化させる働きをするのは紫外線の何がそうさせるのでしょうか?

Aベストアンサー

まず、不思議1:ですが…

紫外線ライト(殺菌灯など)といっても純粋に紫外線だけではなく、紫外周辺の色も僅かですが出ているんです(紫外線に裾野があると言えばいいでしょうかね)。専門用語を使って言えば、スペクトル幅があるわけです。目に見えているのは、その僅かに出ている「紫外線より波長の長い光(紫色)」なんです。
注意がいるのは、僅かに出ている「紫外線より波長の長い光(紫色)」が適度の明るさで見えるように虹彩が光量を調整しているので、本来の紫外線はそれよりはるかに強烈な光量で網膜に入っています。ですから「紫外線ライトでも紫色の光が見える」などと呑気に構えて見ていると、すぐに網膜が焼付きます。見続けては絶対にいけません。

不思議2:

紫外線は殺菌作用があるとされています。それは細胞の中にあるDNAがいちばん吸収しやすい波長の光が紫外線の領域にあるからです。細胞は古いものが新しいものに生まれ変わる(新陳代謝する)ことによって生き続けるわけですが、DNAが紫外線を吸収して異変を起こすとDNAが再生できなくなり、新陳代謝が出来ずに細胞が死んでいきます。それが体全体に渡ると死滅します。
プラスチックは紫外線を当てると早く劣化します。それは紫外線のように波長が短くなるほど高いエネルギーを持っているからです。これがプラスチックの高分子に当たると、それを破壊しぼろぼろにしてしまいます。

まず、不思議1:ですが…

紫外線ライト(殺菌灯など)といっても純粋に紫外線だけではなく、紫外周辺の色も僅かですが出ているんです(紫外線に裾野があると言えばいいでしょうかね)。専門用語を使って言えば、スペクトル幅があるわけです。目に見えているのは、その僅かに出ている「紫外線より波長の長い光(紫色)」なんです。
注意がいるのは、僅かに出ている「紫外線より波長の長い光(紫色)」が適度の明るさで見えるように虹彩が光量を調整しているので、本来の紫外線はそれよりはるかに強烈な光量で網膜...続きを読む

Q北朝鮮の上空に静止衛星を上げる事は可能ですか?

北朝鮮の上空に静止衛星を上げる事は可能ですか?

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はじめまして
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残念ながら、赤道の上空にしか静止衛星は打ち上げられません。しかも赤道上空ならばどこまでも良いというわけではなく、地球を1周するのにちょうど1日かかる高度3万6000mのところでないとだめなんです。それ以下では早くまわりすぎるし、それ以上では遅くなってしまいます。

もちろん真上でなくても静止衛星から地上を観測できます。しかしいかんせん地球の直径の約3倍も遠いところからでは、地上は詳しく見ることはできません。ですから偵察衛星は解像度を上げるために高度100~200kmというもっと地上に近いところを回ります。

さらに偵察衛星は普通は北極点と南極点をまわるものが多いそうです。この軌道をとれば世界のすべてを撮影できますからね。
何かわからない点があれば、私の知っている範囲でお答えしますよ。

Q肉眼で見える夜空の星は、すべて銀河系内の星か、もっと遠い銀河か

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あれに、イライラします。そんな作り話を聞きたいのではなくて
星の話、宇宙の話を聞きたいのに。
どこそこに落下した隕石には鉄分が他の隕石よりも多く含まれているので
散ってしまった星のかなり内部から飛んで出たもの(鉄が多い)ですとか、
コレコレの恒星の特徴は、とか。物理的なこと、天文的なことを聞きたいのに。
ギリシャの話はいらないのです。

さて、肉眼で見える夜空の星は、たいていは、我々の天の川銀河系でしょうか
アンドロメダでしょうか

Aベストアンサー

銀河系の外にあって肉眼で見えるのは (超新星を除くと) アンドロメダ銀河, さんかく座銀河と大小マゼラン雲くらいのはず. いずれも星として分離することはできないだろうね.


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