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SPECIAL RELATIVITY · LIGHT-SPEED VOYAGE

光の速さで旅すると、
宇宙はどう見える?

SPECIAL RELATIVITY — A VOYAGE TO ANDROMEDA

速さが、空と時間を変える

  • γ動く時計は γ = 1/√(1−v²/c²) 倍ゆっくり進む
  • 2.6°光速の99.9%で、全天の星の半分が入る円の半径
  • ×4,472光速の99.99999%で、前から来る光の振動数
  • 約28年1Gでアンドロメダ銀河へ向かう旅の船内時間
  • 約230万年同じ旅の間に地球で過ぎる時間
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光の速さで旅すると ― アンドロメダ銀河への航海

地球から見た実際の星空(明るい星の位置と色、天の川、マゼラン雲、アンドロメダ銀河)をもとに、宇宙船が光速に近づいたときの見え方を特殊相対性理論の式でその場で計算しています。星が前方に集まる「光行差」、青と赤に色が変わる「ドップラー効果」、前方で輝き出す「宇宙背景放射」、そして船内と地球で時間の進み方がずれる「時間の遅れ」を順に見ていきます。再生中も画面をドラッグすると見回せます。

cos θ′ = (cos θ + β)/(1 + β cos θ)光行差の式。β は光速に対する速さの割合
D = 1 / γ(1 − β cos θ′)見える光の振動数の倍率(ドップラー因子)
1G = 1.03 光年/年²地上の重力と同じ加速度を、光年と年の単位で表した値
2.725 K宇宙背景放射の温度。前方では D 倍に見える

旅の計算機

SPACE 再生/停止 · ← → 5秒移動 · C 字幕 · F 全画面 · ドラッグで見回す

明るい星は実際の位置・明るさ・色温度、暗い星と天の川はそれをもとに統計的に配置したものです。明るさは可視光の黒体放射で近似した簡略モデルで、目が慣れるのと同じように画面の明るさを自動で補正しています(右上の「明るさ補正」)。加速に必要なエネルギーや星間物質との衝突、宇宙の膨張は考えていません。

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