光の速さと目に見える時間

質問

よろしくお願いします。

昔見ていた科学図鑑で
「地球から太陽までの距離は光の速さで8分19秒(？)かかる」
という記事があったような気がしました。

例えば、太陽がある日突然輝かなくなった場合(無論、例えばの話です)
太陽の光が見えなくなるのは約8分後で、それまでの間は地球は明るく
8分後にパッタリと暗くなるのでしょうか？

もしそうであれば、
10万光年の距離がある恒星が見えなくなるのは10万年後
…ということなのでしょうか？

ふと、夜空を見上げていたら気になったもので…

回答No.3

noname#108993 · ベストアンサー

難しいことを勉強されていますね。
それはアインシュタインの発表した相対性理論に関係します。
さほど難しいことではないですが、光は一秒につき約３０万kmで
移動します。
その速さで一年かかる長さを一光年としているので、
星が遠ければ遠いほどその星が遅れて見える、つまり過去の姿を見ているわけです。
おっしゃられているように「10万光年の距離がある恒星が見えなくなるのは10万年後」、その通りです。
地球から約230万光年離れているアンドロメダ銀河は、２３０年前の
姿を見ているわけです。
つまりアンドロメダ銀河が消滅してもそれが我々に分かるのは
２３０年後なわけです。
つまり、太陽が消滅しても光が届かなくなるのは８分後ということですね。

お礼

回答ありがとうございます。

いえ、勉強している訳ではないんです…ちょっと気になったもので。。
230万光年離れたアンドロメダ銀河の姿は、230万年前の姿であり
光は230万年もの旅を続けて地球に届いたと考えると、なんだかおかしな感じもしますが
ロマンチックな話でもありますよね。

谷川俊太郎ではないですが、50億光年の孤独？とはよく耳にしたものです。

回答No.10

2050335

その通りですよ。
とはいえ、太陽が消えたことを認識するのも太陽が消えて８分後になりますから、見かけでは、急にあらゆる観測機器から太陽が消え、同時に光も見えなくなる、ということになるでしょう。
１０万光年についても同じ事で、今その星が消えたとしても、人間がその星が消えたことに気づくのは１０万年後ということになります。

回答No.9

sanori

間違えました。
「Ｎｏ．２の回答者です。」
ではなく、Ｎｏ．６でした。失礼しました。

回答No.8

sanori

Ｎｏ．２の回答者です。

＞＞＞光も「光」という重力の干渉を受ける対象であるのであれば

「干渉」というのは、そういうことを表す言葉ではないです。
単に、重力によって曲がるということです。

＞＞＞
光源／＼／＼／＼→地球
の様に、極端な話、千鳥足みたいに進んできているのかもしれないという事でしょうか？？
だとすると、光の進んできた時間はほんの少し遠回りしているという事ですよね。

千鳥足になるためには、光の経路がちょうど千鳥足になるように天体を配置しないといけません。
１個だけでも天体があれば、１回カーブしてきます。

しかし、かえって混乱をさせてしまったようです。前回回答で、重力のことを書かなければよかったです。
ほとんど直進と考えてよいです。
重箱の隅をつつくような回答をして、申し訳なかったです。

お礼

回答ありがとうございます。

そうですよね。光が千鳥足になるには
光の進路の均衡が取れるほど、バランス良く天体が配置されていなければならないですよね。

兎にも角にも、光が時間の経過と共に視界からパッと消える＝最後の光が目に入る
ということで恒星が見えなくなるということが分かれば大丈夫です。
そんな瞬間を天体で見てみたいですね…。

回答No.7

g-space

ご質問の内容は、その通りです。

　光源を水源、次々に発せられた光が進む様子を水の流れと考えてみてください。水源が涸れれば、涸れる前までに流れ出た水は（水源の状態とは無関係ですから、そのまま流れ下って）下流に達しますが、最後の一滴が流れ去ってしまえば、それ以後、流れは途絶えます。

　太陽が輝かなくなれば、その直前まで発せられた光は地球にやってきます。以後は、真っ暗です。10万光年の距離がある恒星が見えなくなる場合も全く同じです。

　現実には、恒星が輝きを失うケースには、大きく分けて２通りあります。

　一つは、超新星爆発と呼ばれる、打ち上げ花火のような最期を迎える場合。もう一つは、冷えて暗くなる場合です。太陽は後者で、熱核融合と呼ばれる光を発生する反応を維持できなくなると、最終的には白色矮星と呼ばれる高温の小天体に変化し、やがて冷えて暗くなり、低温のガス天体が後に残ることになります。

お礼

回答ありがとうございます。

光源を水源に例えると、その理屈が分かりやすいですね。
光は最後の一滴(一光？)まで勢い＝速度は変わりそうもないので
その辺りの理解が少し難しいですが。。

後者のお話は図鑑で見たことがあります。
重力素が少ない星は青色超巨星になって超新星爆発するとか
太陽は水星を飲み込んで老いた星になり、白色矮星から黒色矮星に変化して死んだ星になる
…とかだった気が。。
質量が太陽の○○倍の星はブラックホールになるとか、もう訳が分かりませんが
好きな分野なんですよね。

回答No.6

sanori

こんばんは。
まったくその通りです。よくぞ気づかれました！

たとえば、郵便物のやり取り以上の速さの伝達手段がない社会があるとして、
遠地にいる知り合いから手紙が届いたけど、実は受け取る２日前（手紙を出した翌日）にその人は交通事故で死んでいた。
ということと同じです。

厳密に言えば、
・光は重力で曲がる（アインシュタインいわく「空間のゆがみ」）ので、曲がった分、道のりが長くなって時間をロスする。
・星間物質（ガスとか）の中を通り抜けるとき、光と荷電粒子（電子とか）が出会うと、そこ（真空より屈折率が高い場所）を通った分、時間をロスする。
ということがありますが、ほぼ、真空中を直進してきたと考えて構いません。

ちなみに、電波やエックス線も、人間に目に見える光と同一人物で、その正体はフォトン（光子）です。
ですから、太陽などの星からは、電波やエックス線も同じ速さで地球にやってきます。

当然ながら、星の光に限った話ではないです。

現在、火星の上にいる火星探査機「スピリット」というのがあります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%94%E3%83%AA%E3%83%83%E3%83%88_(%E6%8E%A2%E6%9F%BB%E6%A9%9F)

火星と太陽の距離は、227,936,640 km
地球と太陽の距離は、149,597,870 km
です。
差し引き、７８００万ｋｍで、これが地球と火星が最も近づく時の距離です。
光や電波の速さは秒速３０万ｋｍなので、地球と火星の間を光が走る時間は、
７８００÷３０　＝　２６０秒　＝　４分２０秒

つまり、スピリットに命令を送るのに最低４分２０秒かかり、
その命令を受け取りましたよ、とスピリットから返してよこすのに４分２０秒かかります。

また、スピリットのカメラの映像を見るのは４分２０秒後ですから、
スピリットの進行方向に崖があるのが見えて、地球から「止まれ」の命令を発しても、
スピリットが止まるまで４分２０秒かかります。
しかも、映像は４分２０秒前の映像ですから、
結局、崖から落ちないようにするには、８分４０秒前から手を打たないといけないわけです。
しかも、「４分２０秒」は、火星と地球が最も近いときなので、それより数倍かかることもあります。

こういう考え方は、星の観測と同じことなんですね。

爆笑問題の太田がＮＨＫの番組で科学者と対談したとき、
「今こうしてしゃべってる俺と先生の間でも、俺は先生のちょっとだけ昔の姿を見ている」
というようなことを言っていました。
さすが。

以上、ご参考になりましたら幸いです。

お礼

回答ありがとうございます。

光も「光」という重力の干渉を受ける対象であるのであれば
光源／＼／＼／＼→地球
の様に、極端な話、千鳥足みたいに進んできているのかもしれないという事でしょうか？？
だとすると、光の進んできた時間はほんの少し遠回りしているという事ですよね。

太田さんの話も、確かにその通りだなと思います。私は理系ではないので
こういう話を完全には理解できませんが、概念程度ならなんとか理解できます。
その程度で許されるなら話していても飽きないんですよね。宇宙の話は。

回答No.5

gungnir7

星の一生は最後に爆発するか、そのまま冷えていくかで概ね大きさで決まります。
太陽は後者で最終的には月などと同じような岩石の塊の存在になります。
遠くから見るとだんだんと輝きが弱まり、最後は点になって、更に宇宙の闇の中に消えます。

したがって突然パタリと輝かなくなるというのは有り得ないのですが、
ifの話だとして話を進めますと、概ね質問の認識で正しいです。

ちなみに地球の熱源は太陽光の中の赤外線がほとんですので
暗くなるだけでなく、数日以内に氷点下200度くらいまで温度が下がることになります。
どう考えても人類は滅亡しますね。

お礼

回答ありがとうございます。

ifの話であればこの認識でよかったのですね。ほっとしました。
太陽の事もそうですが、あれだけ巨大なエネルギーを毎秒発生させているのに
その質量はどこにあるのか不思議です。いったいどれだけの燃料が
あの中に凝縮されているのでしょう…少し地球に分けてほしいですね。

太陽が無くなる日は来て欲しくはないんですが。。

回答No.4

isa-98

分かるのは距離（光年）とおなじ時間（年）です。

情報の伝達速度は光速を超える事は出来ません。
力の伝達速度は光速を超える事が出来ません。

重力波にしても、空間の歪みが光速で伝播される物です。

太陽が見えるのに急に重力だけが地球上の計測器で変化したり、
空間の歪みが消えてからしばらくしてから銀河が急に無くなったりしたら、

何かおかしいよね。＾＾

お礼

回答ありがとうございます。

＞情報の伝達速度は光速を超える事は出来ません。
…とあるのであれば、どうして我々人間は、遠く離れた銀河の情報を
「○○光年離れた○○」だと断言できるのでしょう？？

質問とは離れますが、宇宙の事に関してはさっぱりです。
ですが、だから夢があるんですけどね。

回答No.2

ths01

こんばんは。

そうです。太陽からの光がなくなり、月も見えなくなります）。星は広がります。

お礼

回答ありがとうございます。

星が広がる…きっと太陽の光が無くなったら
夜空は無茶苦茶綺麗な輝きになるんでしょうね。
そんな環境で我々が生きていければの話ですが^^;

回答No.1

sosdada

そうなります

お礼

ありがとうございました。