影の重さはどれくらい？：英語学習ノート

Hey, Vsauce.

やあ、Vsauce。

Michael here.

Michaelです。

And I'm sure that

きっと

we all love to

皆さんも

have fun with hand

手で作る

shadows.

影絵で遊ぶのが好きですよね。

But how much does a

でも、影には

shadow weigh?

どれくらいの重さがあるのでしょう？

It might sound like a silly question フレーズ

ばかげた質問に聞こえるかもしれませんが、

because it is.

実際そうです。

I mean, 話の流れ

つまり、

a shadow cannot be put on a

影を

scale and weighed.

はかりに載せて量ることはできません。

But the material that it falls on top of

でも、影が落ちている物体なら

can be weighed.

重さを量れます。

And we know that light has energy.

そして、光にはエネルギーがあると分かっています。

In fact,

実は、

when light encounters an object,

光が物体に当たると、

it pushes that object just a little bit. フレーズ

その物体をほんの少しだけ押します。

On the surface of Earth,

地球の表面では、

when sunlight is hitting it,

太陽光が当たると、

every square inch is being pushed with a force

1平方インチごとに

of about a billionth of a pound,

約10億分の1ポンドの力で押されますが、

which is basically nothing. フレーズ

これは実質的にゼロです。

But over a large enough surface area,

でも、表面積が十分に広ければ、

the results can be pretty fun.

かなり面白い結果になります。

On a sunny day,

晴れた日には、

the city of Chicago weighs 300 pounds more,

シカゴ市は300ポンドも重くなります。

simply because sunlight is falling on it,

ただ太陽光が街に降り注ぎ、

pushing it.

街を押しているからです。

In outer space,

宇宙空間では、

where solar wind isn't filtered by Earth's atmosphere or magnetic field, 語彙

太陽風が地球の大気や磁場に遮られないため、

the results are even bigger.

影響はさらに大きくなります。

A spacecraft traveling from Earth to Mars

地球から火星へ向かう宇宙船は、

would be pushed by light 1,000 km off course. フレーズ

光に押されて進路が1,000キロもずれてしまいます。

So these things have to be factored into journeys to Mars. フレーズ

そのため、火星への旅ではこうした要因も考慮しなければなりません。

We've actually already created things that can sail with light,

実は、光を受けて航行できるものはすでに作られています。

giant reflective solar sails that are pushed by the Sun's light.

太陽光に押される巨大な反射型ソーラーセイルです。

So in a way that is calculable, 文法

つまり、計算上は、

though difficult to measure, 文法

実際に測るのは難しいものの、

an area covered in shadow technically weighs less

厳密には、影に覆われた場所のほうが軽くなります。

than surrounding areas being pushed by light.

周囲の場所は光に押されているからです。

But enough about the Sun. 話の流れ

太陽の話はこれくらいにしましょう。

There are three astronomical bodies that can cast shadows on the surface of Earth

地球の表面に影を落とせる天体は3つあり、

bright enough for us humans to see. 文法

その影は私たち人間にも見えるほどはっきりしています。

One is obviously the Sun,

1つはもちろん太陽で、

and the other is the Moon.

もう1つは月です。

But what's the third?

では、3つ目は何でしょう？

Venus.

金星です。

Pete Lawrence investigated this over at Digital Sky.

Pete LawrenceがDigital Skyでこれを調査しました。

Now,

さて、

to make sure that the shadow he saw was caused by Venus, フレーズ

見えた影が金星によるものだと確かめるため、

he used a tube that could be pointed at specific regions in the sky.

彼は空の特定の領域に向けられる筒を使いました。

Inside the tube,

その筒の中に、

he put a cutout shaped like the astronomical symbol for Venus.

金星の天文記号の形にくり抜いた板を入れました。

Now,

では、

here is light coming through the tube

こちらは筒を通ってきた光で、

when pointed just adjacent to Venus, 語彙

筒を金星のすぐ隣、

at a point in the sky relatively dark and empty to the human eye. フレーズ

人の目には比較的暗く何もないように見える空の一点に向けたときのものです。

But here is what came out of the tube when pointed at Venus,

一方、筒を金星に向けたときに出てきたのが、

a Venusian shadow.

この金星の影です。

We all know that light travels quickly,

光が速いことは誰もが知っています。

299,792,458 metres per second.

秒速299,792,458メートルです。

C.

Cです。

But this light,

でも、この光、

right here,

まさにここにある光、

in fact,

実は、

the light coming off of your screen into your eyeballs right now,

今この瞬間、画面から皆さんの目に入っている光は、

is moving slightly slower than C.

Cよりわずかに遅く進んでいます。

Because C is the speed of light in a vacuum, 語彙

なぜなら、Cは真空中の光速だからです。

but all of this light is having to travel through a medium,

でも、ここにある光はすべて媒質を通らなければならず、

in this case, air. 話の流れ

この場合、その媒質は空気です。

The speed of light in air is ever so slightly slower than C, フレーズ

空気中の光速はCよりほんの少し遅く、

298,925,574 m/s.

秒速298,925,574メートルです。

This is interesting

これが興味深いのは、

because light travels more slowly through different materials,

光は通る物質によって遅くなる一方で、

but C remains the universal speed limit. 慣用句

Cは宇宙共通の速度上限のままだからです。

And as long as an object doesn't go that fast, 文法

そして、物体がCに達していなくても、

it can still outpace light in a material.

物質中の光より速く進むことはできます。

A charged particle,

荷電粒子は、

for instance, an electron,

たとえば電子なら、

can travel through water faster than light does,

水中で光より速く進めますが、

but never faster than C.

Cを超えることは決してありません。

When this happens,

これが起きると、

we get something analogous to a sonic boom. 語彙

ソニックブームに似た現象が生じます。

We get a photonic boom. 慣用句

フォトニックブームが生じます。

In a sonic boom,

ソニックブームでは、

the sound information propagating off of the object

物体から伝わる音の情報は、

is in the form of compression waves. フレーズ

圧縮波という形で広がります。

And as the object gets closer and closer to the speed of sound, 文法

物体が音速に近づけば近づくほど、

the speed that those waves are moving away from it at,

つまり波が物体から離れる速度に近づくほど、

each new wave has less time

新しい波が

to get out of the way of the next, フレーズ

次の波を避けるための時間は短くなり、

until eventually the waves collapse all into each other

やがてすべての波が重なり合います。

and the density and pressure is enormous,

すると密度と圧力が極めて高くなり、

causing a sonic boom.

ソニックブームが起きます。

Normally,

通常、

when a charged particle moves through a material

荷電粒子が物質の中を通り、

whose molecules can be polarized,

その分子が分極できる場合、

the molecules give off photons. 句動詞

分子は光子を放出します。

But each photon has room to fly away,

でも、それぞれの光子には離れていく余地があり、

and the waves all destructively interfere with each other,

波はすべて互いに打ち消し合うため、

so no radiation is given off.

放射は起きません。

But the faster the particle goes, 文法

ところが、粒子が速く進むほど、

the less room the photons have away from each other,

光子同士が離れる余地は小さくなり、

and their waves begin to constructively interfere,

波が互いに強め合い始めます。

giving off a photonic boom,

その結果、フォトニックブーム、

Cherenkov radiation. 語彙

すなわちチェレンコフ放射が生じます。

Astronauts,

宇宙飛行士、

especially those who have gone all the way to the Moon,

特に月まで行った宇宙飛行士は、

have reported seeing flashes of light.

閃光が見えたと報告しています。

Many people attribute this to high-speed particles moving through the liquid inside their eye フレーズ

多くの人は、これは高速粒子が目の中の液体を

faster than light normally would,

通常の光より速く通過して、

causing photonic booms right inside their body.

体内でフォトニックブームを起こすためだと考えています。

Speaking of the speed of light, 話の流れ

光速といえば、

here's a great question a few of you have sent

皆さんの何人かから、とてもいい質問が届きました。

me. It involves a possible way of going faster than C.

Cを超えるかもしれない方法についてです。

Here's how it goes.

こんな質問です。

Let's say I want to push a button that is a light-year away from me, 解説

自分から1光年離れたボタンを押したいとしましょう。

which means that it would take light,

つまり、光でさえ、

the fastest possible thing in the universe,

宇宙で最も速いものなのに、

a year just to get from me to the button.

私の所からボタンまで届くのに1年かかります。

Okay, well,

では、

what if I built a board one light-year long 文法

長さ1光年の板を作り、

all the way from me to the button, フレーズ

私の所からボタンまでずっと伸ばして、

and then I pushed one end of the board?

板の片端を押したらどうでしょう？

Would the other end immediately push the button?

反対側の端がすぐにボタンを押すのでしょうか？

And if so,

もしそうなら、

did I just break the speed of light?

私は光速を破ったことになるのでしょうか？

Did I just send information faster than light?

光より速く情報を送ったのでしょうか？

Well,

でも、

we're not talking about the speed of light anymore,

もう光速の話ではありません。

are we? 文法

そうですよね？

We are talking about the speed of push.

押す力が伝わる速さの話です。

When you push a rigid object,

硬い物体を押すとき、

what you are really doing is putting a series of compression waves 解説

実際にしているのは、一連の圧縮波を

through the object,

物体の中に送り込むことです。

which move at the speed of sound in the object's material.

その波は、物体の素材中の音速で進みます。

The information about,

伝えられる情報は、

"Woah, we've been pushed,

「うわっ、押されたぞ。

you should move,"

そっちも動いて」

is sent via that compression wave,

というもので、その圧縮波によって伝わり、

and it only travels at the speed of sound.

音速でしか進みません。

So when pushing a normal day-to-day size type object,

ですから、日常的な大きさの普通の物体を押すと、

it feels almost instantaneous.

ほぼ一瞬で伝わるように感じます。

But when pushing a light-year-long board,

でも、長さ1光年の板を押したら、

it would take a lot longer.

はるかに長い時間がかかります。

A cool way to see this in action 文法

これを実際に見る面白い方法は、

is to look at an object in which compression waves travel more slowly.

圧縮波がもっとゆっくり進む物体を見ることです。

For instance,

たとえば、

what Veritasium has done,

Veritasiumが行った実験です。

blowing minds by showing Slinkys being dropped. 慣用句

Slinkyを落とす映像で、みんなを驚かせました。

The information telling the Slinky that,

Slinkyに伝える情報、

"Hey, uh, we're moving,"

「おい、ええと、動き始めたぞ」は、

travels through the Slinky slow enough that a slow-mo camera can see it happen. 文法

スロー撮影で見えるほどゆっくりSlinkyの中を伝わります。

If you haven't watched all of Veritasium's Slinky videos,

VeritasiumのSlinky動画を全部見ていないなら、

you've missed 句動詞

大事なものを見逃して

out. In fact,

います。実際、

you should watch all of their stuff.

彼らの作品は全部見るべきです。

It is superb.

どれも最高です。

But to wrap things up, 句動詞

では、まとめると、

here's the point.

要点はこうです。

The speed of push is not instant,

押す力が伝わる速さは一瞬ではなく、

and it's certainly not the speed of light.

もちろん光速でもありません。

But light can push you.

でも、光は皆さんを押すことができます。

In fact,

実際、

technically,

厳密に言えば、

you weigh more when the lights are on 文法

照明がついているときは体重が重くなり、

than you do when the lights are off.

消えているときは軽くなります。

I've put links in the description

概要欄にリンクを載せておきました。

to all kinds of cool things you should definitely check out

絶対にチェックしてほしい面白いものがたくさんあります。

for fun

楽しむためにも、

and for science.

科学のためにも。

And as always,

それではいつものように、

thanks for watching.

ご視聴ありがとうございました。