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宇宙船内で、球状磁石を正面衝突しないように、図のように静かに近づけると、どうなるのだろうか?

2つの磁石の重心を中心に、ゆっくりと回転をはじめ、その後、回転速度を増しながら、やがてくっつく。

 異極同士を近づけると、摩擦がないので、磁気力だけでお互いは引きつけ合う。このとき、軸をずらして近づけると面白い。両者の重心を中心に互いに回転を始め、しかも近づくに連れて回転速度を増していくのだ。

 これは、「角運動量保存の法則」で説明がつく。

 1点の回りの角運動量は、回転半径に比例する。回転半径が小さいと角運動量が小さくなってしまうので、その分をおぎなうために、回転速度が増すのだ。

 ちょうど、フィギュア・スケートの選手が、スピンの最中に手足をすぼめると、回転速度を増す。あれと同じだ。

 太陽のような恒星が2つ、お互いにまわり合っているいるものを「連星」というが、これも、全く同じ原理だ。連星ばかりでなく、この現象が、宇宙のしくみについて教えてくれる。

 宇宙の天体のほとんどが、渦を巻いていたり、自転や公転をしているのはなぜだろう? 地球は24時間で自転しているが、このとき地表の速度は、赤道上で460m/sという速さだ。

 星は宇宙に散らばっていたチリが、お互いの引力によって集まってできたと考えられる。そのときの運動が、重心よりわずかでもずれていれば、回転成分が生まれる。引き合って、回転半径がせばまれば、回転速度は増していく。

 太陽よりも大きな恒星が、放出するエネルギーを失うと、どんどん収縮し、「中性子星」と呼ばれる天体となる。1cmが、1兆g以上という密度まで収縮するが、中性子星は、1秒間に1000回も自転する。

※特に断りのない限り、画像クレジットは©JAXA