それぞれの惑星、衛星、小惑星は、密度、大きさ、質量、そして他の天体との近さによって決まる独自の重力を持っています。
ある惑星天文学者が、1,000メートルの高さからボールが地表に落下するまでの時間を示すことで、太陽系における重力を表現するアニメーションを制作しました。
惑星の重力の引力を可視化する
重力は、宇宙における基本的な力の一つです。あらゆる天体は宇宙に存在する他のあらゆる天体に重力の影響を及ぼしますが、その程度はどれほどでしょうか？
太陽の重力は、太陽系のすべての惑星を軌道上に保っています。しかし、それぞれの惑星、衛星、小惑星は、密度、大きさ、質量、そして他の天体との近さによって決まる独自の重力を持っています。
ジェームズ・オドノヒュー博士は、JAXA（宇宙航空研究開発機構）の惑星天文学者であり、空気抵抗がないものと仮定し、各惑星および地球の衛星の地表に1,000メートルの高さからボールが落下するまでの時間をアニメーション化することで、この概念を単純化したアニメーションを制作しました。これは惑星の重力の引力をより分かりやすく可視化するためのものです。
石のように沈むか、羽根のように浮かぶか
さて、もし仮に見知らぬ惑星に宇宙船を着陸させるとしたら、降下速度を知りたいと思うでしょう。羽根のように浮かぶでしょうか、それとも石のように沈むでしょうか？
その惑星の重力の強さ、すなわち地表にどれほど速く、あるいはどれほど遅く近づくかを決定するのは、惑星の大きさ、質量、そして密度です。
によると、オドノヒュー博士、大型の惑星は地表において小型の惑星と同程度の重力を持つ場合があります。例えば、天王星はボールを地球よりも遅く引き下げます。これは、天王星の比較的低い平均密度により、惑星の実際の表面が、核内にある惑星の質量の大部分から遠く離れているためです。
同様に、火星の質量は水星のほぼ2倍ですが、地表の重力は実際には同じであることがわかり、水星が火星よりもはるかに高密度であることが示されています。
外側の領域を探る：重力アシスト
各惑星の引力を知ることは、太陽系の最果てへの宇宙飛行を推進する助けとなります。「重力アシスト」フライバイ技術は、運動量を加えたり減じたりすることで、宇宙船の軌道のエネルギーを増減させることができます。
一般的にこれは太陽軌道において使用されており、NASAのボイジャー2号の航海のように、宇宙船の速度を高め、太陽系の外側へ推進させるために用いられてきました。打ち上げ用ロケットでは到達できないほど太陽から遠くまで推進させることが可能です。
1977年に打ち上げられたボイジャー2号は、偵察のために木星をフライバイし、土星への軌道の加速のために利用されました。その後、土星による重力アシスト、さらに天王星による重力アシストを利用し、海王星およびその先へと推進されました。
この支援にもかかわらず、ボイジャー2号が太陽系の果てに到達するまでには、20年以上を要しました。重力の力を利用する可能性は、まだはるかに大きなものです…
牽引ビーム、シールド、ワープ航法…なんと！
重力ビームで敵の宇宙船を無力化し、重力シールドで飛来するフォトン魚雷を逸らすことを想像してみてください。それは驚異的であり、SF の夢が現実になることでしょう。
しかしながら、技術は、人類が「初のワープエンジン」を製作するというスタートレックの架空の日付まで、まだ42年の隔たりがあります。重力の力を利用し、宇宙の発見への扉を開くのです。まだ時間はあります！初のワープエンジン、重力の力を利用し、宇宙の発見への扉を開くのです。まだ時間はあります！
現在、ALPHA実験は、CERNにおいて、何らかの形の反重力場を作り出すことが可能かどうかを調査しています。この研究により、重力の力に対抗し、ワープドライブの実現を可能にする重力導体シールドが生み出される可能性があります。
私たちを惑星に縛りつけている力をより深く理解することで、それらの力から脱出し、惑星の重力の引力を自ら体感できる日が早まるでしょう。
