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光熱: 天文学にディスコをもたらす – Physics World

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ミラーボールはダンスフロアに輝きをもたらすだけでなく、天文学の新しい教育ツールにもなり得るでしょうか? ローラ・ヒスコット 調査する

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日光の下でミラーボール
宇宙を映す ミラーボールの小さな鏡はピンヘッドミラーのように機能し、太陽の複数の反射像を見ることができます。 (iStock/リューボフ・モタフシュク

フレアパンツ、ライトアップされたダンスフロア、そしてジョン・トラボルタの悪名高いダンスの動き。

ディスコ以外に何について話すことができるでしょうか。ディスコは 1970 年代に出現し、それ以来次々と復活を遂げているダンス ジャンルおよびサブカルチャーです。近年でもアーティストはレトロなアルバムを制作しており、#DiscoTok はソーシャル メディア上での存在感を増しており、このジャンルとその歴史に関する複数のドキュメンタリーが放送されています。 ラブ・トゥ・ラヴ・ユー、ドナ・サマー BBCに ディスコ: 革命のサウンドトラック 文書。

そして、ディスコを取り巻くメディアの多くを飾るのは、その時代の最も象徴的なオブジェクトであるミラーボールの写真です。

音楽との関連性とは別に、これらの装飾品は、サンキャッチャーから花火大会に至るまで、あらゆるものに表れている、踊る光への私たちの愛を物語っています。そして、それらは明らかに天文学と関連しているわけではないかもしれないが、新しい研究(まもなく出版される予定) 物理教育) これらのきらびやかな地球儀は、実際に宇宙そのものの自然の光のショーを見るのに役立つ可能性があると博士は言います。

ミラーボールは、小さな鏡の破片で覆われた単純な球体で、十分小さければ「ピンヘッドミラー」として機能します。この効果を理解するには、よく知られているピンホール カメラ、つまりカメラ オブスキュラについて考えると役立ちます。これらの単純な光学装置は、紀元前 500 年頃に記録されており、本質的には片側に小さな穴のある閉じた箱です。

それらは光を制限することによって機能します。物体上の任意の点からの光線は、正しい角度で入射した場合にのみ開口部を通過するため、光線は物体の反転像を生成するために「順序よく」保たれます。同様に、小さなミラーは、どの点からも少数の光線しか受け取りません。これらの光線は透過ではなく反射されますが、認識可能な画像も生成します。

ロバート・カミング、天文学者および通信担当官 オンサラ宇宙天文台 スウェーデンでは、大晦日のお祝いのために買ったミラーボールを吊るした後、偶然その効果に気づきました。 「家から『アパートはこんな感じだよ!』というメールが来ました」と彼は振り返る。 「ボールはライトアップされ、その場所は魔法のように見えました。壁の明るい斑点のひとつひとつが太陽のイメージであることに気づきました。」

この偶然の出会いに触発されて、カミング氏と公共支援に関心を持つ天文学者の国際チームは、人々が天文現象に参加するのを助ける装飾品の可能性をテストすることにしました。彼らの結果は説得力があります。彼らは25年2022月XNUMX日の部分日食の観察に成功し、その間、月の影が地球上を覆うにつれてミラーボールが変化する三日月の形をはっきりと映し出した。また、木の葉など他の障害物を使用しても強力な効果を発揮しました。

理論的な側面では、科学者らの研究は、ミラーボールの鏡が機能するのに適切なサイズである理由を概説しています。ピンホール カメラの絞りと同様、ピンヘッド ミラーの最適なサイズは、大きすぎると間違った場所から光が入りすぎてしまうか、小さすぎると回折パターンが得られるかの妥協点になります。したがって、最適なサイズは光の波長と反射鏡からの結像面の距離によって決まります。

一般的なミラーボールのミラーは 40 mm ほどで、可視光の平均波長を 550 nm とすると、最適な結像距離は 15 m になります。室内で画像を投影するには長い距離のように聞こえるかもしれませんが、結果が示すように、十分に鮮明な画像を提供するために完璧な焦点は必要ありません。実際、研究者らは、ミラーボールからわずか 6 m の距離に、いくつかの黒点が認識できる太陽円盤の画像を生成することさえできました。

アウトリーチと教育の観点から、天文学者らはミラーボールにはいくつかの利点があると指摘しています。天文学に関連する予想外の、したがって興味深い天体であることに加えて、それらは安価で広く入手可能でもあります。太陽を間接的に観察する他の方法と同様、画像は私たちの目には安全です。しかし、ほとんどのミラーボールとは異なり、ミラーボールは部屋の周りに複数の画像を投影し、人々のグループが交代することなく集団で日食を体験できるようにします。そしてもちろん、カミングが言うように、「ミラーボールは何にでもちょっとしたお祝いの輝きを加えます。」

「[ピンヘッドミラー]現象は10年ほどごとに再発見される傾向があり、ピンヘッドミラーは一時は特許も取得されていました」と述べています。 アレクサンダー・ピエトロ、共著者で太陽物理学者。 ポツダム天体物理学ライプニッツ研究所 ドイツ語に。 「それでも、私たちの論文は、日食観察の教育ツールとしての効果について初めて述べたものです。」興味深いことに、今年 4 月の日食は、実際の日食を観察できるタイムリーなチャンスです。

さらに、科学者の計算によると、ミラーボール効果は金星の太陽面通過を示すのに十分強いはずですが、最後に目に見える太陽面通過は 2012 年に発生し、次の太陽面通過は確認できませんでした。 2117 年後にディスコ ミュージックが再びルネサンスを迎えるかどうかは、おそらくわかりませんが、その光景に輝きをもたらすミラーボールが手元にあることを願っています。

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