冥王星の晴れた空の下では、日よけを着なければなりません

ちょっと想像してみてください。あなたは勇敢な宇宙探検家で、冒険のために太陽系中を旅し、時間があれば科学的探査にも出かけます。 ロケット船で地球から打ち上げられた後、最終的には、かつては惑星として知られていた冥王星の表面に立ち、星々を見上げることになります。 地球は現在、太陽の方向に 60 億キロメートル離れており、遠ざかるにつれて色褪せて見えなくなり、太陽を特定しようとさえ無駄に苦労します。 それは失われた――無数の何千ものスターのうちのひとつ、あるいは古い SF の比喩で信じてしまうようなものだ。

このビネットのバージョンを何度も聞いてきましたが、それには小さな問題が 1 つあります。それは間違っています。

確かに太陽は、天の川銀河にある他の何十億もの星とそれほど変わらない星です。 しかし、私たち人間にとって最も重要なのは、その近さです。 地球は、1 億 5,000 万キロメートル (近日点と遠日点で数百万キロメートルの差が出る) 離れた、太陽の周りをほぼ円形の軌道で公転しています。天文学的なスケールで非常に近いため、太陽は空で最も明るい天体です。 その輝きをこっそり見るだけでも目が潤んで、網膜を損傷する可能性があります。

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しかし、冥王星からの眺めはどうでしょうか？ その氷の世界は 多くの より遠くにあるので、太陽は暗く見えるはずです。 しかし、「薄暗い」とはどのくらい薄暗いのでしょうか？ それはわかります！

すべての星と同様に、太陽もあらゆる方向に光を放射します。 したがって、太陽から同じ距離にいる人は、太陽がまったく同じ明るさで輝いているのを見ることになります。 その固定距離によって、球の表面が定義されます。たとえば、半径が地球の軌道と等しい球の表面です。

次に、太陽から 2 倍離れたところにいる人を想像してください。 私たちの星の放出された光は、はるかに大きな球面を取り囲むようになり、薄められ、より正確には薄暗くなりました。 小学校の記憶に戻って、球の表面積は半径の二乗に依存することを思い出してください。 つまり、太陽から地球の 2 倍離れた場所にいる人は、光が 4 倍の面積に広がるのを見ることになり、明るさは 4 分の 1 に見えることになります。 距離が 3 倍になると、太陽の明るさは 9 分の 1 に見えます。 これは「逆二乗の法則」として知られており、計算が非常に簡単になります。

冥王星は、平均して地球よりも太陽から 40 倍離れています。 それは、冥王星からの太陽は、私たちのより公平で親しみのある世界からの太陽と比べて、40 x 40 = 1,600 倍暗く見えることを意味します (または、より良い数学文法を使用すると、1600 分の 1 明るくなります)。 大きな下落ですね！ しかし、実際のところ、それはどれほど弱いのでしょうか？

私たちの空では、太陽は満月の約 40 万倍明るいです。 つまり、冥王星からは太陽は依然として存在することになります。 250倍明るい 地球から見た満月よりも。 念のため言っておきますが、満月は本を読むのに十分な明るさなので、少し離れた冥王星からでも、太陽は地球の夕暮れ時とほぼ同じ高さで風景をよく照らします。

明らかに、それは夜の最も明るい星よりもはるかに明るいでしょう。 このように考えてみてください。太陽は空にある他のほとんどの星と同じように見えます。 それはあなたから空の他の星と同じくらい遠くなければなりません。 たとえば、ケンタウルス座アルファ星は三連星系です。 それは太陽に似た 2 つの星と、それよりもはるかに暗い 3 つ目の星で構成されています。 それらの星の中で最も重いものが、この星系の明るさを支配しています。 この星系は地球から 40 兆キロメートル以上離れたところにあります。 6,000 冥王星よりも何倍も遠いにもかかわらず、依然として空で最も明るい「星」の 1 つとして見えます。 太陽をそのレベルまで暗くするには、冥王星よりもはるかに遠くまで行かなければならないことは明らかです。

念のために言っておきますが、私は太陽から冥王星の平均距離を使用しました。 冥王星の軌道は実際にはかなり楕円形であり、円から大きく外れています。 太陽からの距離は、最も近いところでは地球の約 30 倍、最大でも約 50 倍です。つまり、最も遠いところでは、太陽は地球からの距離の 2500 分の 1 の明るさであり、それでも視認できるほど明るいということになります。による。 そして、その明るさはせいぜい満月の 900 分の 1、満月の 400 倍以上で、目を細めて見なければならないほど華やかに輝きます。 たとえ太陽系の外であっても、サングラスを着用した方がよいでしょう。

SFの比喩においても事態はさらに悪化する。 冥王星から見ると、私たちの太陽は他の星よりもはるかに明るいだけでなく、分解することもでき、つまり円盤として見ることができます。 地球の空では、太陽の円盤の大きさは直径 0.5 度です。 平均的な視力を持つ人間は、60 分の 1 度程度の小さな物体を解像することができます。 物体の見かけのサイズは、距離に応じて直線的に減少します。 つまり、冥王星が太陽から地球の 30 倍離れている場合、太陽は 30 分の 1 の大きさに見えることになります。 それはまだ、かろうじて私たちの星を円盤として見るのに十分な大きさです。 確かにそれは小さいものですが、大きさが認識できない星のような点ではありません。 確かに、冥王星が太陽から最も遠いとき、私たちの星は地球から見たときの 50 分の 1 の大きさに見えるでしょう。 するだろう それを未解決の点として見ますが、その見方は冥王星が軌道上のどこにあるかによって異なります。 冥王星の一年の大部分の間、太陽はまぶしく明るいが小さな円盤であったでしょう。

それはなんと異質な光景でしょう。 私たちの空でこれほど支配的な太陽は、依然として冥王星の空を支配することになるでしょうが、その勢いははるかに弱くなっています。

偶然にも、冥王星には信じられないほど希薄ではあるものの、地球の海面大気の密度のわずか約10万分の1の大気があります。 太陽が高い正午であっても、冥王星には太陽光を散乱させるほどの大気がないため、空は真っ黒になります。 しかし、太陽のまぶしさのため、何千もの星はおろか、星をまったく見ることも困難です（ただし、宇宙服を着た手で太陽を遮れば、おそらくいくつかは見えるでしょう）。

しかし、冥王星の黄昏時には状況は一変します。 太陽が地平線に低いとき、あなたははるかに多くの希薄な大気を通して見ることになるでしょう。 できた太陽に近い空を青くする、地球上の空とよく似ています。

冥王星の青い空がその別世界のような景色をより快適にするのか、それともその異質さを強調するだけなのかはわかりません。 しかし、私は SF が科学の情報を得て、素晴らしい場所の現実的な感覚を与えてくれるのが大好きです。 冥王星で体験するすべての奇妙なことの中で、太陽の眺めはリストのトップ近くにありますが、さらに奇妙なのは、そのような異質な場所が時々地球を思い出させるかもしれないということかもしれません。