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時空 解 さんの日記

 
2021
9月 13
(月)
09:52
ファインマン物理学 第1巻 第5章 時間と距離 5-6 長い距離
本文

皆さんこんにちは、時空 解です。

ファインマン物理学の整理を始めて、はや2ヶ月が経ちました。
はやいものです。

まぁ毎日欠かさずやって来た訳ではありませんが、それでも続けてきたおかげで、だんだんと整理の仕方が分かってきました。

分かって来たと言うよりも、自分なりのスタイルが見えてきた、と言う方が正しいですね。整理に正解はありません。

ともかく、今までは箇条書きスタイルで本文の一部分を丸写しにする方法を取ってきましたが、それにこだわるのは止めることにしました。
(今まではこだわっていたんです。( ^^;  でもこだわる必要はありませんよね )

では、今日もファインマン物理学の整理をやって行くことにしましょう。

 

第5章 時間と距離 5-6 長い距離
この節の要点は下記の2つになると思います。

距離の定義が3つ出てくる

1. 一つの単位をもととして数える。
2. 三角測量。
3. 無線波を送り出して、それが反射して帰って来るまでの時間を測る - 速さがわかっているとして、時間から距離を出すのである。


宇宙の大きさを物理学者はどのようにして測定したか

三角測量で、まずはスプトニク1号の高さを測ることができた。高さはおよそ $ 5 \cdot 10^5 $ m。同じようにして月までの距離を測ることもできる。しかし太陽に同じ方法はあてはめることはできなかった。少なくともまだ誰も成功していない。(1963年 時点)

太陽までの距離を測るために、まずは惑星の相対的距離を測定し、太陽系のようすを描きだす。

相対的な距離しか分かっていなくても、ここで何か一つの絶対測定が成功すれば、相対値から太陽系全体の距離が割り出せる。最近までいちばん性格だと信ぜられていた方法は、地球からエロスまでの距離を測定することであった。この距離が三角測量でわかったことから、地球から太陽まで、あるいは地球から冥王星までの距離もわかることになるわけである。

ジェット推進研究所では、レーダーの直接観測によって、地球から金星までの距離が非常に正確に求められた。
光が伝わる速さが (地球から金星との間では光の速さはどこでも同じであると仮定する) 分かっているので距離が割り出せた。
もっとずっと遠くにある星も、三角測量に立ち戻って考えればよい。地球は太陽のまわりをまわっていて、大きな基線を提供してくれている。夏と冬とに同じ星に望遠鏡をむけたとき、二つの角が充分精密に求められれば距離が求められる。
さらに、星の色によって、その大きさと光度とを推定することができるということを見出している。
地球の近くにあるいくつもの星の色と光度とを測定した結果、色と絶対光度との間に一つのなめらかな関係が成立することが見出された。さて、もし遠い星の色を測ったとすれば、色 - 光度の関係によって、この星の絶対光度がきめられる。そして、地球から見てこの星はどのくらいの明るさに見えるかを測れば、その星がどのくらいの距離にあるかを計算することができる。この方法が正しいということのいい証拠は、球状星団という星群に関する結果から得られた。
たくさんの球状星団を調べると、天にはこのような星団がたくさんある部分があって、大多数は我々からだいたい同じ距離にある - この星団がたくさん集まっているところが、我々の銀河系の中心であると結論する。銀河系の中心までの距離が - だいたい $ 10^{20} $ m だとわかった。
銀河系の大きさがわかったので、他の銀河系までの距離を測るて手がかりが得られたことになる。わが銀河系とよく似た形の、他の銀河系がおおよそ同じ大きさだとすると、その他の銀河系までの距離がわかる。ここでも三角測量をつかう。


ここで頭に入れておきたいのは

・光が地球から金星まで、同じ速度で進むと仮定している点
・宇宙空間をユークリッド幾何学的に観ている (三角測量) 点

ですかね。

上記の2つの仮定が間違っていれば、宇宙の大きさは変わります。

では今日も1日の習慣を始めてます。小さな一歩・挑戦を試みています。

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