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宇宙

宇宙船がハイパースペースに突入するとき、船内から見えるのは円盤状の眩しい光? 44

ストーリー by hylom
光る円盤と言えば 部門より
danceman 曰く、

光より速く進む宇宙船に乗って宇宙を旅した場合、窓から見える景色はいったいどのようなものなのだろうか。

スター・ウォーズやスター・トレックなどのSF作品の影響からか、宇宙船が一気に速度を上げてハイパースペースに突入する時、無数の星の輝きが伸びるように線上化して見えると一般的に考えられている。しかしLeicester大学に通う大学生チームによれば、実際は中心から放射状に光が広がる円盤状の眩しい光が見えるのではないかとのこと(本家/.Gizmag記事)。

4人の大学生チームが計算に用いたのはアインシュタインの特殊相対性理論。光源に近づくとドップラー効果の青方偏移が起きるが、ハイパースペースに突入する時に、光源からの光の波長が可視スペクトルからX線にシフトする。一方で、CBR(宇宙マイクロ波背景放射)は可視スペクトルにシフトするため、宇宙船の中からは、放射状に光が広がる円盤状の眩しい光が見えるのだという。

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • by TarZ (28055) on 2013年01月18日 9時54分 (#2308138) 日記

    「光速近くで動くと周囲の風景はどう見えるの」ってのは、一般向けの書籍でもジョージ・ガモフの頃から考察されていましたし(ガモフのは後に不正確であることが指摘されましたが)、スターボウの見え方なども、恒星間航行を扱うようなSFではちょっと手垢がつきすぎているくらいのネタです。

    で、今更なんでこんなことをやっているかというと、「SFとかファンタジーでの描写をまじめに考察するとどうなるだろうか」、まあいわゆる「ネタにマジレスしてみろ」という、英レスター大学の学生向けの教育の一つのようです。(研究そのものが目的ではなくて、研究のやり方を学ぶのが目的)

    Press Releases Star Wars: What would hyperspace travel really look like? [le.ac.uk]

    The journal is published every year, and features original short papers written by students in the final year of their four-year Master of Physics degree.

    The students are encouraged to be imaginative with their topics, and the aim is for them to learn about aspects of publishing and peer review.

    で、面白いのがいっぱいあります。過去ストーリーの「バットマンが映画みたいに飛ぶのは無理だろ [slashdot.jp]」とか「アルマゲドンの小惑星爆破に必要なエネルギーでかすぎ [slashdot.jp]」もそうですし、過去にいくつか日記で紹介してます [slashdot.jp]がガンダムネタもあります。

  • by Anonymous Coward on 2013年01月18日 9時09分 (#2308111)

    特殊相対論は「光より速い」「超光速の」条件下での力学・光学を扱っていたっけ?
    つか、『「光より速いものがある」と仮定すると破綻する』ってのが特殊相対論の結論では?
    特殊相対論を使って、超光速の現象は議論できなさそうな悪寒。

    元の論文を見ると、
    https://physics.le.ac.uk/journals/index.php/pst/article/view/549/360 [le.ac.uk] (アクセスするとPDFのダウンロードが始まるので注意)

    Abstract
    The famous 1970s motion picture Star Wars depicts the stars as stretched beams of light passing the view of the Millennium Falcon as it nears the speed of light. Investigations are undertaken into what an interstellar traveller would observe during their journey due to relativistic optics.

    いわゆる、「亜光速」惑星間航行のときの情景をシミュレートしたようだが。

    • by Anonymous Coward on 2013年01月18日 10時00分 (#2308144)

      光速を超えるというのは、加速系なわけですからね。

      もしかして、宇宙船内の照明の光が一斉に紫外線になって、みんな日焼けするとか?

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        窓が閉まった状態の電車の中で飛んでいるハエは、電車が動くと車両の後部にぶつかって落ちるという主張ですか?

        #あるいは、電車の速度によって車内放送の音程が変わる。

        • 「光速に近いが一定速の系」ではなく「加速系」だとあり得なくもない話だとは思いますが、そうは言っても目の前の照明の光が紫外線に青方偏移するようなレベルの加速度だと、いろいろヤバイ気がします!

          宇宙船の座標系と外部の座標系ではなく、人体そのものでローレンツ収縮を体験できる!
          腹側と背中側で、時間の進みの流れが違う!
          女性搭乗員の服が透けて見える!

          …とか、いろいろ?

          親コメント
        • by Anonymous Coward

          慣性系ならそうだろうけど、加速してるならシフトするんじゃない?
          いったいどれだけ急激な加速してるんだとは思うけど。

          # ある程度を越えると空気を媒質にしてる現象は例にならないと思う。

    • 光速は特異点だけど, 超光速は数式的にはそれほど破綻しなさそうな. ただ, いろんな所で虚数が出てきちゃうので, そういうのが物理的にどんな意味を持つのかって問題は残りますけど.

      ですから, 超光速の物体が有ってもおかしくない(実際には見つかってない)けど, 亜光速の物体をさらに加速して光速以上にするってのはダメってところじゃないかと.

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        虚数質量とかあってもいいよねとか言い出したら、無限大エネルギーも
        あってもいいよねとかならないだろうか。

        # まぁ、タキオンはいろんな商品にすでに活用されてたりするんですけどね。
        # リンクは張りたくないので各自ググってください。

  • by mtgood (31646) on 2013年01月19日 16時42分 (#2308957)
    ハイパースペース突入中に乗組員のユニフォームが透けるかどうかだろ
  • by PEEK (27419) on 2013年01月18日 9時52分 (#2308136) 日記

    宇宙船の窓とか外部表示装置がいろいろな変換をしてるってjことは無いのかな?

    #電波望遠鏡のように可視外の光を目に見えるようにしてるとか。

    --
    らじゃったのだ
  • by Anonymous Coward on 2013年01月18日 8時08分 (#2308064)

    「放射状に光が広がる円盤状」というのがどうしてもイメージできず朝から猛烈に頭の体操させてもらったのはよかったんだけど
    「放射状に光が広がる」っていらなくない?

  • by Anonymous Coward on 2013年01月18日 8時39分 (#2308097)
    >無数の星の輝きが伸びるように線上化して見える
    「線上化」って何?
    「線状化」なら想像できるけど「線上化」はどうなるのか分からない。
    宇宙に線が引いてあって、その上に星の輝きが乗るのかな?
    • by Anonymous Coward

      しつこいね

    • by Anonymous Coward

      コミュ障オタ臭が凄いw

      • by Anonymous Coward
        アスペルガー症候群ですがオタクじゃないです。
  • by Anonymous Coward on 2013年01月18日 9時20分 (#2308114)

    ハイパースペースに入って出てっていうのは、
    スピードが上がってるわけじゃなくて、
    ショートカットみたいなものなのでは。

    • by Anonymous Coward

      光速までスピードを上げてもっとスピードを出すと超光速になりますドヤァ
      って言わんばかりの解説だよね>タレコミ
      ヤマトなどで語られる超光速航行は一般にショートカットであって、
      スタトレなどの「なんか速く飛んだら光速超えた」じゃ無いはずなのだけど。

      • by Anonymous Coward

        イスカンダル星は速度が上がり過ぎてワープしちゃいましたよ。

      • by Anonymous Coward

        >スタトレなどの「なんか速く飛んだら光速超えた」

        いや、あれはワープフィールドを張ることで外部と内部を隔絶し、そのフィールドで包まれた空間そのものが外部の空間に対して超光速の相対速度で動くことで光速を越えてる。だから「なんか速く飛んだら光速超えた」というわけではない。
        #一応、現代物理の理論の枠内でこういうことはできる。ただし、エキゾチック物質(変な特性を持つ、存在できるかどうかもわからない物質)が要求されるけど。

        「なんか速く飛んだら光速超えた」の代表例はハミルトンのスカイラークシリーズではあるまいか。
        あれは、「加速していったらなんか光速超えた。相対論?あれはほら、理論だから。超えちゃった以上どっか間違ってたんじゃね?」で済まされてる。
        #まあ、実験事実の方が重要なのは確かなんだけど。

        • by Yohsa (2572) on 2013年01月18日 10時24分 (#2308159) 日記
          スカイラークシリーズは
          ×→E.ハミルトン
          ○→E.E.スミス
          親コメント
          • by Anonymous Coward

            おおう、なんという恥ずかしい間違いを。
            Eしか合ってねぇ……

            訂正感謝。

            • by ziqqur (30564) on 2013年01月18日 21時55分 (#2308568)
              いや、そのハミルトンもキャプテン・フューチャーで「なんか速く飛んだら光速超えた」をやってます。
              ちなみにE.E.スミスのスカイラークでは「なんか速く飛んだら」ですが、レンズマンのほうでは無慣性ドライブというなかなか凝った方式を採用しています。
              親コメント
    • by Anonymous Coward

      そのショートカットに入るときに加速が必要なんだよ。
      ほら、高速道路に入るときも加速するだろ?

      # 通過時間とかに制限があるんじゃないだろうか。

  • by Anonymous Coward on 2013年01月18日 9時39分 (#2308130)

    いわゆるスターボーの外側に背景放射が可視光になって見える、と読んだんだけど。

    • by Anonymous Coward

      スターボーの外側って赤方偏移してる領域だから
      背景放射は可視光にはならないでしょ。

  • by Anonymous Coward on 2013年01月18日 10時05分 (#2308147)

    亜光速、超光速で飛ぶ宇宙船の後ろを見てみたらどうなるんだい?

    超短波みたいな電波が可視光で見えてくるってこと?

    • 堀晃の「アンドロメダ占星術」そういうシーンが出てきます.

      ハヤカワJAの「梅田地下オデッセイ」は入手困難ですが, 日本SF全集2 [amazon.co.jp]でなら読めると思います.

      # 本当は「梅田地下オデッセイ」の「解説」つきで読んだ方がいいんですけど

      親コメント
      • 堀晃の「アンドロメダ占星術」そういうシーンが出てきます.

        ハヤカワJAの「梅田地下オデッセイ」は入手困難ですが, 日本SF全集2 [amazon.co.jp]でなら読めると思います.

        # 本当は「梅田地下オデッセイ」の「解説」つきで読んだ方がいいんですけど

        確かこの前見かけたんだけど、どこしまっちゃったかなあ。
        そのほか、昔のSFマガジンで連載していた石原藤夫氏の記事などが詳しいと思います。
        ちゃんと計算した結果が出てます。

        親コメント
    • by Anonymous Coward

      「超光速で飛ぶ」
      という概念で言うなら、後ろの窓から光が見えるわけがない。光より速く飛んでるんだから。
      亜光速なら位置が少々歪むだけで大差ないはず。

      • by Anonymous Coward

        >亜光速なら位置が少々歪むだけで大差ないはず。

        いや、光行差が効くから少々どころかものすごく歪むぞ。
        例えば静止時に角度120度(前方を0度、真後ろを180度とする)の方向から来ていた光は、光速の90%で動くと43度(つまり斜め前方)、光速の99%では14度(つまりほぼ前方)に見えるようになる。
        同様に角度150度から来ていた光は、光速の90%だと80度ぐらい(つまりほとんど横)、99%では30度あたり(要は斜め前方)に見えるようになる。
        #今適当に計算しただけだから数値はずれてるかもしれんけど、現象はこんな感じ。

        要するに、光速に近づけば近づくほど後方の風景は180度(真後ろ)から引き延ばされ、0度(前方)方向に向かって圧縮されていく。
        もちろん厳密に真後ろの点(180度の方向)はそのままの位置にとどまるけど、その周囲はどんどん引き延ばされ前方に集約していくから風景はものすごく歪む。
        ついでにドップラー効果で波長も変化するけど、まあそれは置いておこう。
        #両方を合わせたのが有名なスターボウ。風景が前方に圧縮されながら虹色になる。

        • 急激に光速に近づいて光行差が急激だと、星が速く前方に集まるから線に見えるのもありだな。
          同時にドップラーシフトで背景放射が可視光になって前方が輝くだろうが、それほど大きなドップラーは前方の狭い領域に限られるから円盤じゃなく点にしか見えないんじゃないかな?

          --
          the.ACount
          親コメント
    • by Anonymous Coward

      超短波みたいな電波が可視光で見えてくるってこと?

      むしろ逆に波長が伸びて紫外域やX線(だったもの)が見えるようになると思います。
      もうひとつ、光行差 [wikipedia.org]という現象もあって星空全体が進行方向に集まるので後ろ側の景色はかなりさびしいんじゃないでしょうか、たぶん。

    • by Anonymous Coward

      いやだなぁ。窓なんかついているわけがないでしょう。

      • by Anonymous Coward

        窓がなかったらストーブ焚いて空気が悪くなった時にどうするの?

        • by Anonymous Coward

          最新技術の塊である宇宙船なんだから、煙突ぐらい付いてるに決まってんだろ。

          • by Anonymous Coward

            煙突がついている方が上ですね?

  • by Anonymous Coward on 2013年01月18日 13時33分 (#2308317)

    HyperCardの進化形?

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