スイングバイってなに？
第三回はスイングバイの話です。
初回にブラックホールについて扱いましたが、また宇宙とか引力の話です。
【免責事項】
・筆者は文系なので難しい数学や物理の話は一切しません。
・筆者は専門家ではないので、若干間違っていても責任は負いません。
- スイングバイとは？
天体の万有引力を利用して、宇宙船等の加速や減速、方向転換を行うことです。
《万有引力》
世界のあらゆる物体は、一定の密度を持つと周辺のものを引き寄せる力である「引力（重力）」を持つようになります。スイングバイはこの力を利用するのです。
2.方向転換（進路変更）
惑星が静止しているものと仮定して...
方向転換する場合は、まず惑星の引力により引き寄せられ徐々に加速（落下）します。
すると惑星近辺を通過する際に速度が最大になり、宇宙船の軌道はV字型に折れ曲がったものになります。
その後、惑星から遠ざかる時には、惑星の引力が働くために宇宙機は減速します。
宇宙船が惑星の引力によって加速した分は惑星離脱時の減速によって相殺されます。
結果速度は変わらず、進路のみが変わるのです。
2.加速
上の例では惑星は静止していましたが、実際の惑星は公転（恒星の周囲を回ること）しています。この公転を利用することで、スイングバイによって方向だけでなく速度も変えることができます。
宇宙船が、公転方向と反対向きに惑星に接近しその脇を通る場合、惑星接近時の方が離脱時よりも長く引力の影響を受けるため、惑星に離脱する時の減速度は、惑星接近時の勢いよりも大幅に少なくなります。
3.減速
加速のときとは逆に、惑星の公転方向と同じ方向に接近する場合、宇宙船は惑星離脱時に引力の力を長く受けるため、減速します。
このようにしてエンジン噴射などの機能を持たない宇宙船は、宇宙空間で加減速を行っているのです。
4. 分かりやすい例
1977年に打ち上げられたボイジャー2号では、出発時は約 36 km/s の速度であった。その後太陽から離れるうちに、木星軌道に達したときには、速度は約 10 km/s になっていた。そこで木星をスイングバイし、約 21 km/s まで増速した。木星軌道での太陽系脱出速度は 18.5 km/s のため、木星スイングバイにより太陽系を脱出できるようになったといえる。その後、土星に到達したときには、速度は約 16 km/s まで落ちていたが、土星をスイングバイし、約 24 km/s まで増速した。さらに、天王星でわずかながら増速、海王星では逆にわずかながら減速し、太陽系を脱出していった。
5.スイングバイは惑星の動きを変える？
冒頭で一定の密度を持つあらゆる物体は引力を持つと書きました。
これは惑星などの天体はもちろん、人間や宇宙船も例外ではありません。
実際、宇宙船が惑星でスイングバイを実施すると、惑星側もわずかに宇宙船の引力に影響を受け、軌道や公転速度が変化します。しかし、その影響はあまりにも小さいため、ほとんど考慮しなくても問題はないのです。
スイングバイについて理解できましたでしょうか？専門家の方々がWebサイトで詳細に解説していますので興味を持った方はそちらもご覧ください！
干支から西暦を計算する方法
第二回は干支から年号を計算する方法について扱っていきます。
- そもそも干支（えと）とは？
干支とは...十干（じっかん）と十二支を組み合わせた60を周期とする数詞です。
| １ | 甲 | １ | 子 |
| ２ | 乙 | ２ | 丑 |
| ３ | 丙 | ３ | 寅 |
| ４ | 丁 | ４ | 卯 |
| ５ | 戊 | ５ | 辰 |
| ６ | 己 | ６ | 巳 |
| ７ | 庚 | ７ | 午 |
| ８ | 辛 | ８ | 未 |
| ９ | 壬 | ９ | 申 |
| １０ | 癸 | １０ | 酉 |
| １１ | 戌 | ||
| １２ | 亥 |
古代では、全部で10ある「十干」と12の「十二支」を組み合わせて60（10と12の最小公倍数）で一周する干支によって、暦、時間、方位、角度を記録していました。
日本では干支というと「子・丑・寅...」から始まる十二支のみを示すことが多いですが、多くの国では十干と十二支を両方含めて干支と言います。
2.干支による紀年
よく日本史では...
672年 壬申の乱 1894年 甲牛農民戦争
上記のように干支が日本史用語に出てくることがあります。
これは、暦を干支によって記録していた時代の名残で、漢字文化圏では年号に基づく紀年法とともに、60年周期の干支による干支紀年法が併用されてきました。
干支は、始まった当初は木星の軌道と連動するように定期的に修正されながら運用されましたが、西暦85年頃からは年を経ることに、60周期の干支を1年後とに機械的に進めていくようになり、現代まで伝わっています。
3.干支の求め方【本題】
・西暦の一の位との対照表 ※皇暦も可
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 |
| 辛 | 壬 | 癸 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 | 戊 | 己 | 庚 |
・西暦÷12のあまりとの対照表
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 酉 | 戌 | 亥 | 子 | 丑 | 寅 | 卯 | 辰 | 巳 | 午 | 未 | 申 |
※西暦４年＋６０× N が赤字で記した甲子年になります。
●西暦→干支 に変換する場合は...
例）2020年（令和2年）の場合、
西暦の一の位→０ 庚
西暦÷１２のあまり→４ 子
したがって2020年は、庚子年となります。
●干支→西暦に変換する場合は...
干支から西暦に変換するときは、答えが何通りか出ます。
日本史の択一式のテスト（センター試験等）では、答えを一つに絞ることはできませんが、選択肢を絞ることはできます。
例）1609年 己酉約条...日本（対馬の宗氏）と朝鮮との間で結ばれた条約
己→西暦の一の位は ９
酉→（西暦４年 - 3 ） ×（１２× N ）のうち一の位が９となる年のいずれか
（西暦４年 - 3 ）×（１２× N ）= １ ×（１２× N ）
=...西暦49年、109年 ... 1549年、1609年、1669年、1729年...
己酉約条が結ばれたのは江戸時代の始め、17世紀前半であるため
上記のうち1609年が己酉約条が締結された己酉年となります。
日本史の問題で
問）乙巳条約とも呼ばれる第二次日韓協約が締結された年を選べ
A 1895年 B 1899年 C 1903年 D 1905年 E 1909年
と出題されたら、乙→一の位が5、巳→1845年・1905年・1965年のいずれか
となり、1845年は江戸時代、1965年は戦後の高度成長期であるため、明治時代の1905年が適当。と考えることもできることになります。
語呂合わせで覚えられなかった年号をきかれたときは、ぜひ活用してみて下さい！
ブラックホールってなに？
こんにちは！
第一回はブラックホールについて
分かっている限りのことを紹介していきたいと思います。
〜免責事項〜
※このブログの情報は科学者でも何でもない素人が書いているので間違っているかもしれないのでご注意ください！
- そもそもブラックホールとは？
ブラックホールはとても引力が強い天体のことです。
宇宙空間に穴が開いているわけではなく、光さえも出てこれないほど引力が強力なため宇宙に黒い穴（ブラックホール）が開いているように見える天体、
これが「ブラックホール」です。
もう少し詳しく説明すると...
世の中あらゆる物体はある一定の密度を持つと「引力（重力）」が発生し、その物体は周囲のモノを引き付けようとします。
我々が地球に立っていられるのも、地球という密度の高い大きな物体が、地球付近の物質を引き付けようとするから地上に立つことができるのです。
引力から逃れ宇宙空間に脱出するためには速度が必要です。この速度のことを第二宇宙速度または脱出速度と呼びます。
地球の場合、地上から宇宙空間に脱出するためには約 11.2 km/sの速度が必要です。
ブラックホールとは、第二宇宙速度が光速（約30万km/s）を超えてしまうほど強力な引力を持った天体と言えます。
宇宙では光の速さよりも速いものは存在しないと考えられているため、ブラックホールを照らしても光は出てこられず、宇宙空間に穴が開いたように見えてしまうのです。
2.ブラックホールに落ちるとどうなるのか？
ブラックホールは横から見ると上記の図のように見えると考えられます。
宇宙飛行士がブラックホールに吸い込まれていくと、まずは光子球に入ることになります。光子球とは、月が地球の周りをまわっているように、光がブラックホールの周囲を回っている地帯です。
この地帯に達すると、宇宙飛行士は急にとても明るい光にさらされます。
この時、宇宙飛行士は事象の地平面付近を見ると、自分の後ろ姿が目に入ってくる不思議な体験ができると思われます。これは自分の後ろ姿を照らした光が反射し、ブラックホールを一周したあと自分の目に入ってくるため起きる現象です。
また、光子球では、引力によって捻じ曲げられ、出られなくなった光が永遠に周回しているので、宇宙飛行士からは、ブラックホールの反対側にあり本来見えないはずの様々な天体や、過去に存在した天体が見えるとも言われています。
その後宇宙飛行士は事象の地平面を通り過ぎます。
この時宇宙飛行士は自分が事象の地平面を通過したことには気づきません。
しかし、事象の地平面を超えたら最後。脱出のためには光より速いスピードが必要で、光速より速い速度は存在しないため、脱出出来ないのです。
宇宙飛行士は、ブラックホールの反対側の宇宙を見ると宇宙の時間の流れが徐々に速くなっていることに気づくでしょう。
速度が上がると時間がゆっくり進む→周りの景色の時間の流れが長くなる
速度が下がると時間がはやく進む →周りの景色の時間がゆっくり流れる
これは、移動スピードが光速に近づくと、徐々に時間の流れがゆっくりになり、光速に達すると完全に止まってしまうという法則があるためです。
宇宙飛行士は、徐々に落下スピードが上がっていくため、時間の流れが次第にゆっくりになっていきます。
事象の地平面を通過するころには光速に近いスピードに達すると考えられるため、宇宙飛行士視点だと、宇宙の時間の流れが速くなっているように見えるのです。
しかし、宇宙を見ていられるのもつかの間、事象の地平面を通過するにつれて、宇宙は徐々にゆがんで小さくなってき、最終的には穴のようなサイズとなって見えなくなってしまいます。
ここから先は真っ暗な世界です。
事象の地平面を超えてしばらく経つと、宇宙飛行士もいよいよ死が近づいてきます。
通常、天体は近づけば近づくほど引力が大きくなります。
したがって天体に近い物体とそうでない物体では、かかる引力に多少の差が生じます。
ブラックホールは引力がとても強力なため、人間の身長約2m前後であっても、頭の先と足のつま先にかかる引力に大きな差が生じます。
そのため特異点に到達する前に体が引き延ばされてしまうと考えられています。これをスパゲティー化現象と呼びます。
こうして、体を引き延ばされた宇宙飛行士は最終的に原子、微粒子レベルで分解され、ブラックホールの中心である特異点まで落下してくのです。
3.ブラックホールに落下していく人はどのように見えるのか？
ブラックホールの外側から、落下していく宇宙飛行士をみることができたらどう見えるでしょうか？
この場合は単純です。
落下していく宇宙飛行士は、落下スピードがだんだん遅くなっていくように見えます。もちろん本当は、宇宙飛行士の落下スピードは徐々に加速していきます。しかし、速度が上がるため、宇宙飛行士は時間の流れがゆっくりになっていきます。これをブラックホールの外から見ていると宇宙飛行士は時間をかけてゆっくり落ちていくように見えて、事象の地平面に達する頃には、宇宙飛行士はそのままピタっと停止したように見えます。
そのまま赤方偏移により、だんだん赤くなっていき暗闇の中に消えていきます。
ブラックホールについて理解は深まったでしょうか？
興味を持った方はもっと専門家の方が多数Webサイトで解説しているので、そちらも読んでみて下さい！
