3

 鳥の羽毛とボウリング球、どっちが重いのかは誰にでもわかること。高いところから両方を同時に落としたらどっちが早く下に落ちるのかもすぐにわかるかと思う。では空気のまったくない真空状態だったら?

 答えを知っている人も多いかもしれないが、今回、その実験を行うため、NASAが所有する世界最大の真空室で物体落下実験が行われた。実験を行ったのは物理学者ブライアン・コックスである。


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 コックスは、米国オハイオ州にあるNASAのスペース・パワー・ファシリティと呼ばれる施設を訪れ、模擬宇宙真空室でこの実験を行った。直径30.5メートル、高さ37.2メートル、巨大なアルミの建物の体積は2万2653立法メートルにも及ぶ。

2

 普段私たちが生きている大気中では決して見ることのできない映像である。

Brian Cox visits the world's biggest vacuum chamber - Human Universe: Episode 4 Preview - BBC Two


 全く異なった重さの羽毛とボウリングの球は数十メートルという高さから、同じスピードで落ちていく。コックスを含むスタッフたちは皆この結果を知っているが、実際に目の前でこの現象を観察するとなると話は別だ。まるで子どもの頃に戻ったようにぽかんと見とれたり、うれしそうに笑っているのが印象的だ。

no title

 どうして軽いはずの羽毛がボーリングの球と同じスピードで落ちるのか?

 真空中には空気が無いので空気抵抗はまったくない。また、地球には重力が働いているので、全ての物体は全く同じ力で引っ張られていく。万有引力の法則ってやつだ。つまり、空気抵抗さえなければ、落下運動の時、同じ重力加速度を受けるため、羽毛もボウリングの球も同じ速度で落下していくのだ。

4

 頭でわかっても、なかなか想像のできなかった映像だ。空気があるところではふわふわ漂うあの羽毛がストンと落ちてくるのだ。ストンと落ちる羽毛を想像しようとするとちょっと変な感じがするのは、目に見える常識にとらわれすぎなんだろうか。

via:io9・原文翻訳:such

※コメント欄にてスローモーションじゃない映像が見たい!っていう書き込みがあったので調べてみたんだけれど、小規模実験のものしか見つからず。でも参考までに。


Feather and Ball Bearing Dropped in Vacuum

▼あわせて読みたい
無重力状態に置かれた6種の動物たちの観察映像


ミステリースポット:グラビティーヒル(重力の丘)のからくり


なんで?どうして?いまだ科学で説明できない15の事例


東北地方太平洋沖地震により地球の重力が局地的に変化したことが判明(欧州宇宙機関)


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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 16:40
  • ID:KxH7xWbb0 #

なるほどとは思ったが、なんでスロー再生しかないの?
やっぱリアルで見たいでしょこの現象は。

2

2. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 16:42
  • ID:gNc.zLmv0 #

映像自体は貴重だしおもしろいんだけどできればボーリングの球と羽が落ちるところをノーカットで等速でみたかった

3

3. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 16:55
  • ID:.YqDSeZl0 #

知識として知ってたとしても、実際にやるとなるとやっぱりワクワクするよね。
科学者さんたちの表情がそれを物語ってる。
良い実験だと思う。

4

4. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:07
  • ID:CtieMy5u0 #

「教授!これはいったい!」
「第5の力…あれ?働いてない?」

5

5. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:10
  • ID:xl.T..B10 #

スローかけない映像が見たいんだが

6

6. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:13
  • ID:ki0.h06b0 #

ガリレオはなんとなく空気抵抗がなきゃ一緒になると思ってたんですかね

7

7. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:13
  • ID:wyPgXWPd0 #

きれい

8

8. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:19
  • ID:rFN5Xj5z0 #

頭では理解してても
脳が目の前に起きていることを処理してくれないみたいな感覚になったよw
魔法みたい

9

9. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:19
  • ID:HQnyMYHZ0 #

>1 >2 完全に同意。
俺たちだって実際に見てワクワクしたいのに!
最後、期待したら途中からまたスローとかおい!!

10

10. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:30
  • ID:WrNh16Hx0 #

実験内容よりこの施設が凄すぎるだろ

11

11. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:33
  • ID:nxlncvBm0 #

ていうか、真空技術がすごいとおもった。大抵の場合、どんだけ空気を抜いたって完全に抜くことはできないもの。

12

12. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:39
  • ID:osNWj9Wk0 #

映像だけど、実際目の当たりにすると面白いね

13

13. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:39
  • ID:PHsEuMgU0 #

うむ、まさに「百聞は一見に如かず」だな

14

14. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 17:58
  • ID:rFN5Xj5z0 #

※10
閉まってく瞬間何が起きるかととてつもなくわくわくしたわw

15

15. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:03
  • ID:B.RFWg1u0 #

羽が早く落ちる映像は十分インパクトあると思うんだけどなあ
惜しいなあ

16

16. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:04
  • ID:0hqUvO0p0 #

高校の物理の教科書に載っている実験だけど
内容を理解していない俺。

17

17. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:10
  • ID:NwKiuzVD0 #

久々にキン肉マンを読み返したくなったな。
重いものほど速く落ちる。

18

18. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:11
  • ID:EfW8DpDE0 #

45年前に月面で同じ事やってたじゃん
あの映像ってあんまりメジャーじゃないのかな?

19

19. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:15
  • ID:qzinoo1h0 #

※10
思った

20

20. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:17
  • ID:fL9j.KcE0 #

真空だとスゴイスローやんって思ったらスロー映像だったのかww
リアルで見てみたいですね。

21

21. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:21
  • ID:EWPhSckg0 #

これぞ”大科学実験”!ナレ(細野晴臣)

22

22. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:23
  • ID:LQp.Pq5j0 #

羽根のほうは空気抵抗なくても
落ちる瞬間に慣性でわさっとするのな

23

23. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:38
  • ID:SveycoNU0 #

みんな書いてるようにスローじゃない映像が見たいよな
この動画編集したやつは冒頭の長ったらしい映像も含めて、編集の才能がない

24

24. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:40
  • ID:mffj..Tq0 #

空気のある状態での映像もある所がいいね!
スロー映像じゃないのも入れてほしかったけど。

25

25. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:47
  • ID:o.xah92J0 #

この巨大さでアルミ製の真空施設とか、溶接した人すごいな。

26

26. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:49
  • ID:z8R5HYqx0 #

しかしでかい真空チャンバだな。真空に引くのにも相当な時間が掛かりそうだ。

27

27. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:54
  • ID:ZLP.7McE0 #

ボーリングの玉と羽が同時に下に着いた時【鳥肌立った!】w

28

28. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 18:56
  • ID:JygKzCa20 #

※18
アポロ15号、着陸船ファルコン、でしたっけ。
その前の14号ではゴルフボールを月平線までショットしてる。

29

29. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 19:08
  • ID:c29qKrcB0 #

空気抵抗がないのに、羽がしなるのは何故だ?

30

30. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 19:13
  • ID:wht1UqHh0 #

でかい強力な真空ポンプをつかってるんだろうなぁ、そっちも見たかったなぁと思った。

31

31. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 19:25
  • ID:ELsV6.c80 #

見たいのは羽がすとんと落ちる画像よ。ボーリングの玉がゆっくり落ちる姿じゃないのよね。羽がゆっくり落ちるのはリアルで見られるから別に今更だしなぁ。
と、散々文句言おうとしたら既にみんなが言ってた。

32

32. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 19:25
  • ID:R3kxnBgv0 #

どうやって無重力状態にしてるの?
落下装置?

33

33. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 20:17
  • ID:Y7gSN4A00 #

ゆでたまごの理論は間違っていたのか?
科学の力で証明されてしまった

34

34. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 20:29
  • ID:kXYwN.ms0 #

>>31
真空と無重力は完全に違う事象です。
>>29
真空であるからといって、羽毛の柔らかさが失われるわけではありません。
吊るされていたときには重力によって羽がしなだれていたのが、放されたことによって自由落下状態になり、重力が働いていない状態の形状に変わっただけです。

35

35. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 20:42
  • ID:R895S8pI0 #

※32
真空にはしてるけど重力は調整してないじぇ?
真空=無重力じゃないよ?

36

36. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 20:49
  • ID:dXuxsUaq0 #

※32
無重力実験じゃないよ、重量実験を真空状態でやってる

37

37. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 21:23
  • ID:Y15.pjrV0 #

※34
そうか羽の形状は自由落下で無重力状態になったからだったのか!
だよねそうだよね。なんでその発想が出なかったんだろう質問者じゃないけど疑問が解けたありがとう!

38

38. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 21:24
  • ID:5gqOTOG10 #

ナビゲーターの男の人、口デカ!

39

39. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 21:41
  • ID:ATJoRkE60 #

いや、すばらしい。
やっぱり感覚で理解するには実演しかないよね。
ブラボー。

40

40. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 21:48
  • ID:ZlpeCmhy0 #

教授!これはいったい?!

41

41. 匿名処理班

  • 2014年11月06日 23:47
  • ID:ZpW.Ahx60 #

ロビンマスク「…」

42

42. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 00:37
  • ID:cAvL9li70 #

理科の実験でやったなーこれ
真空にしたガラス管の中にプラスチックボールと羽毛が入ってるの

43

43. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 00:45
  • ID:aWBYyol70 #

落下後、羽毛が弾んだところに感動した俺は、ちょっと感覚がズレているのだろうか?

44

44. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 00:48
  • ID:vLnZwdjm0 #

教授!第5の力じゃなかったんですか!?

45

45. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 01:00
  • ID:36p0FEFv0 #

理論的には着地は同時じゃないよ
真空中でも重いボーリングの玉が軽い羽毛より先に着地する

46

46. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 01:42
  • ID:uzw.FtOn0 #

真空で空気抵抗が無いから一緒ってのは解るけど引力は何の影響も及ぼさないのか?

47

47. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 02:52
  • ID:Ouqjijnx0 #

※6
アリストテレスを論破するために、なんとなくではなく理詰めで考え抜いたようですよ。
物理学を勉強すると必ず聞かされる話です。長文なので、興味があったら読んでみてください。
アリストテレスが主張したように、重い物体ほど速く落ちるということを仮定してみます。すると、速く落ちる重い物体と遅く落ちる軽い物体を糸で結んだらどうなるか考えると、重い物体の落ちる速さより遅く、軽い物体の落ちる速さより速く落ちると考えるのが自然に思われます。しかし、二つの物体を糸で結んだ物体の重さは重い物体よりも重いので、重い物体より速い速度で落ちなければなりません。だから、重い物体ほど速く落ちるというのは不自然な主張で、同じ速さで落ちるというほうが自然だということに気が付いたということのようです。

48

48. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 06:27
  • ID:fJRluF0.0 #

落ちてきた羽を下でキャッチする姿を見たかったな

49

49. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 08:20
  • ID:unr8SlIP0 #

懐かしい
理科実験室、教壇に集まる生徒、先生の得意げな顔、
コンプレッサーの音と匂い・・・

50

50. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 08:42
  • ID:zDSvMMrv0 #

スローって言っているけど大してスローかけてない様に見える。
3:29の所をみると違いが分かる。液晶に物体が落ちていく映像の速度と、指差している指の動きの速度を見比べると、指は常速での動き、加えて液晶も常速だとすると指が動く早さに比べて落ちていく方はゆっくりなのが分かる。リアルで撮影していれば、液晶画像にスロー再生して指差していたりするのはおかしい気がする。

51

51. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 10:28
  • ID:cd9O4YBh0 #

おい、俺は信じないぞ
俺をこの真空室の中に入れて、羽毛と一緒に落としてみやがれ
一瞬で失神してみせるから

52

52. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 10:44
  • ID:GgA6eUtr0 #

※52
そうかな… 4:17のスピードが通常状態だと思うし、これをもうあと1秒見せてくれればすんだ話のような気がする  「同時着地」の驚きがあまりに強かったんだろうか

53

53. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 14:00
  • ID:V4fqzh8g0 #

「ハーイ、先生。この部屋の中に大量のポテチの袋を入れて
真空にしてみたいと思います!」

54

54. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 14:05
  • ID:mtWLYxN.0 #

ロキが召還された場所かな?

55

55. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 14:46
  • ID:QSQ.Bv5U0 #

やっぱりスローの後で通常再生が見たいよなw

56

56. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 15:02
  • ID:3q3.0uqf0 #

※46
ボーリング球:質量大→強い引力、しかし動かしにくい
羽毛:質量小→小さい引力、動かしやすい 
ぴったり同着

57

57. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 15:45
  • ID:G2nnAVrj0 #

この施設で床に砂地をつくり、月面でのバギーの動き、特に砂塵の形成なんかをリアルに映した映画が見たいな!!

58

58. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 16:10
  • ID:PttXwn5c0 #

※46
「物体の落ちる(地面に加速する)速度は質量によらず一定」
だから二つの物体は同時に落ちる。
それか完全な真空じゃないからほんの少し(誤差に数えられる
程度)差が出るっていいたかったのかな?
そんな事よりパラシュートを落としたらどうなるのかが気になる。

59

59. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 16:12
  • ID:sTE0VpB70 #

地球上の物体に作用する重力加速度9.81m/sec^2は一定だから同然の結果だね

60

60. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 17:30
  • ID:khoRLEY90 #

当然じゃないだろ。片方の質量が極端におおきいからそう見えるだけで。ボウリングのボールのが質量が大きいんだから地球がボウリングの球に落ちる速度のが速いに決まっている。よってボウリングの球が地球に接触する時間のが早い。ボウリングの球の重力加速度と羽の重力加速度が違う。

61

61. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 17:59
  • ID:3q3.0uqf0 #

※64
慣性質量と重力質量について調べなさい

62

62. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 23:02
  • ID:bCqmMW7k0 #

どんなでっかい真空ポンプ使ってるんだ? 凄いのにもほどがある!

63

63. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 23:27
  • ID:6wQntA6V0 #

真空にしたらこうなるって話だから
キン肉マンネタもあながち間違って無いんだよな

64

64. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 23:43
  • ID:0edOq86v0 #

ボーリング玉とか真空で原型たもてんの?

65

65. 匿名処理班

  • 2014年11月07日 23:53
  • ID:Fa.Q9ZIJ0 #

※1※2
本当に編集無能すぎる・・・。

66

66. 匿名処理班

  • 2014年11月08日 00:01
  • ID:BtIbpyiV0 #

ボウリング玉の質量が生み出す重力加速度と
羽毛の質量が生み出す重力加速度の差があるから
ボウリング玉がちょっと早いかも?とか思いました(小並感)
まあ地球の質量が生み出す重力加速度の前では誤差だな。
※65
それで判ると思っているのか(キリッ)
1分ほど調べた感想では関係無くね?と思いました(粉みかん)

67

67. 匿名処理班

  • 2014年11月08日 07:42
  • ID:jxkjkoXO0 #

この施設で脱出ゲーしたい

68

68. 匿名処理班

  • 2014年11月08日 18:29
  • ID:6XRncwLd0 #

コックスさんがものすごく楽しそう(^ω^) 他の人たち(NASA職員?)も反応がすごくいい。
カメラの撮り方や実験結果については俺も気になったけど、
一番印象的なのはコックスさんのすごい笑顔と弾んだ声だ。
物理学はお固くやるものじゃなくて、楽しくやるものなんだな!

69

69. 匿名処理班

  • 2014年11月08日 21:39
  • ID:sWARZMXs0 #

※46
僕も理論的にはボーリングのが早いと思う。
ボーリングも羽も、地球を引いているわけだからね。
でその引く力は質量に比例するんでしょ?

70

70. 匿名処理班

  • 2014年11月09日 11:13
  • ID:RjQdVNsV0 #

一般相対性理論。等価原理。

71

71. 匿名処理班

  • 2014年11月10日 05:22
  • ID:LDGn.2Tz0 #

上砂川の地下無重力実験センター潰しておいてそりゃないわな
10秒間の真空状態(世界一)
最高時速 360km(世界一)
長さ 710m(不明)

72

72. 匿名処理班

  • 2014年11月11日 01:18
  • ID:wgFLemao0 #

良く間違えられるのですが真空とはある程度気圧の低い状態という意味です。「真」の「空」なわけではありません。例を挙げると
片方が閉じた1mのガラスのパイプを水銀が入った容器の中に沈めて閉じた方を持ち上げて立てると、パイプの上部に空間が出来ます。そこを「真空」と現代の教科書でも書いてあります。それが発見された15世紀とか16世紀はその空間を本当に分子が何も存在してないと思ってたようですが、実際は水銀の蒸気が入ってます(76センチぐらいで水銀の蒸気圧以下になる)。

73

73. 匿名処理班

  • 2014年11月11日 04:37
  • ID:MXdGdcOX0 #

この映像全てがはたして真実なのだろうか?
NASAってところがことごとく信じられない性質なもので

74

74. 匿名処理班

  • 2014年11月11日 17:29
  • ID:T6QP27LG0 #

これって、片方がそれこそ目に見えないほど小さいホコリと、片方が何十トンもあるものとでも同じ速度で落ちるの?

75

75. 匿名処理班

  • 2014年11月14日 23:53
  • ID:Y4.z3Q0A0 #

羽とボーリング玉自体が地球を引く重力なんて、実際には無に等しいんじゃないのかね。少なくとも目視で観察できるようなレベルじゃないだろ。それにしても、まったくもって、前置きもスローモーションもBGMもいらない。ストンと落ちるとこだけ見せてくれればいいのに。昔、高校野球の放送で本塁滑り込みサヨナラ勝ちのシーンに、スローモーションかけて感動的BGM被せた馬鹿テレビ局が顰蹙買ったことがあるが、あれに匹敵する愚行だ。

76

76. 匿名処理班

  • 2016年10月14日 17:48
  • ID:yVZN55B90 #

※11
科学的に言えばそれは当たり前のことであって、真の意味で完全なる真空など存在しません。
問題はどの程度の状態を超えたときにソレを「ほぼ真空だろう」と見なすかです。この実験も「ほぼ真空である状態を作り出した上での実験」です。つまり、あなたが勝手に勘違いをして、「完全な真空だ!!すげぇ!!」と思い込んでいるに過ぎません。
さらに付け加えて言えば、仮に真空状態を作り出すことに成功したとしてもそれを維持することがほぼ不可能であるということにも言及しなければいけません。アウトガスの問題を完全には解決できないからです。

77

77. 匿名処理班

  • 2016年12月21日 14:30
  • ID:OcKTM7QV0 #

ええと、これは誤差がほとんど生じない距離を落ちているから、同時に落下したように見えるだけですね。
万有引力は2つの物質の質量の積に比例し距離の二乗に反比例するんです。
地球の質量が大きいことからボーリングの玉と鳥の羽の質量の差で生じる引力は無いに等しい微少誤差となります。
ただし1000mほど落下させれば数ナノ秒(未計算による推測値)くらいの差は生じるのではないでしょうか。

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