天気、空、光

雷、風、氷、冬の星、日食、人工衛星、光ファイバー、オーロラを見ます。どれも頭の上や身の回りで起こることです。

地面に近い天気と氷から空の外へ進み、星、月の影、人工衛星、次に光の速さと、その光を使うガラスのケーブルやオーロラをたどります。

最初の四つは地面に近い立ち寄り先です。雷鳴は 1 キロメートル進むのに約三秒かかります。風は冷たい空気を温度計の表示より冷たく感じさせます。冬の空には隣り合って見えても実際の距離が大きく違う星があります。湖は水面が凍る前に、底まで約 4 °C に冷えます。どの展示も、なじみのある感覚の裏にある数値を示します。

後半では、さらに高く、さらに速く進みます。皆既日食は細い帯に沿って太陽を隠し、頭上では一万六千基を超える稼働中の人工衛星が周回しています。光は一秒に赤道を七周半します。光ファイバーはその光を海の下に運び、オーロラは電荷を持つ粒子が上空の大気に届くと何が起こるかを見せます。どの立ち寄り先も、距離と時間を結びつけていることに注目します。

01
図 109 · 感覚館
雷の仕組み：稲妻と雷鳴の時間差を測るシミュレーター
放電路は空気を太陽表面の約 5 倍の温度に熱し、雷鳴があなたまで届くには 1 km ごとに約 3 秒かかります。
「距離」を 1 km 遠くすると、雷鳴は約三秒遅れて届きます。そのため、間隔を数えると距離がわかります。
02
図 124 · 感覚館
風冷え指数(体感温度)の表と計算：風が体温を奪うしくみ
0 °F で風速 15 mph のとき、NWS の表は −19 °F を示し、露出した皮膚は 30 分で凍傷になるおそれがあります。
「気温」を 0 °F、「風速」を 15 mph にして、図の値が −19 °F になることを読み取ります。
03
図 126 · 感覚館
冬の星座の見つけ方:オリオン座、冬の大三角、冬のダイヤモンド
オリオンの三つ星は横に並んで見えますが、ヒッパルコスの視差で測ると、アルニラムはミンタカの3倍近く遠くにあります。
「星座線」と「本当の距離」をオンにして、オリオンの三つ星が互いに大きく違う距離にあるのを見ます。
04
図 125 · しくみ館
湖はなぜ上から凍る：水温と氷の成長を見る断面モデル
淡水は 3.98 °C で最も重いので、湖はまず上から下まで 4 °C に冷え、そのあとで上の薄い冷たい層が凍ります。
「4 °C の線」をオンにして「日付」を冬へ動かし、深いところの暖かい水の上で、薄く冷たい表層が凍るのを見ます。
05
図 123 · しくみ館
皆既日食の仕組み：2027年の経路を動かすシミュレーター
2027年8月2日、月の影がスペイン、北アフリカ、エジプトを横切り、ルクソール付近では太陽が約6分23秒隠れ続けます。
「影の円錐」をオンにして「時刻」を皆既の時間帯に沿って動かし、月の影が「皆既の帯」を進むのを見ます。
06
図 118 · 感覚館
人工衛星の現在地：軌道と今夜の上空通過を調べる模型
2026 年 10 月 20 日、公開カタログには稼働中の衛星が 16,768 基登録されていました。その 3 分の 2 は、1 社のインターネット網に属していました。
「年」を 1957 年から 2026 年へ動かし、軌道上の人工衛星が増えるのを見ます。
07
図 113 · 感覚館
光の速さを体験：月から太陽へ閃光を追うシミュレーター
光は一秒で赤道を 7.5 周しますが、同じ光がアンドロメダ銀河に届くには 250 万年かかります。
「目的地」に月かプロキシマ・ケンタウリを選び、光の閃光が届くまでにかかる時間を見ます。
08
図 68 · しくみ館
光ファイバーの仕組みを光線で確かめるシミュレーター
海底ケーブルの光は、コアの壁に 84.5° より大きな角度で当たるので、幅 8.2 マイクロメートルのガラスのコアの中に数千 km 閉じ込められます。
「コア壁への角度」を 84.5° より上や下に動かし、光線がコアの中にとどまるか、外へ漏れるかを見ます。
09
図 94 · 探検館
オーロラのしくみと色が変わる理由
北の光の緑は約 100 km 上空の酸素によるものです。最大級の磁気嵐では、その上の赤い光が韓国まで見えます。
「磁気嵐の強さ (Kp)」を上げ、「高さの目盛り」で、約 100 km 上空の緑の光と、その上の赤い光を見ます。