懐中電灯を空に向けたら、その光が太陽系の外に飛び出すまでどのくらいの時間がかかりますか？

この記事は、ネットユーザーからの「空に懐中電灯を当てると、その光は明日には太陽系から消えてしまうのか？」といった質問に答えるものです。

簡単に言えば、いいえです。

これは光の速度がそれほど速くなく、太陽系の大きさがそれほど小さくないからです。

現代の科学界の一般的な理解では、太陽系の外にオールトの雲があり、それは彗星と呼ばれる水蒸気と塵の混合物によって形成された大小の氷の塊で構成されていると考えられています。太陽系の端があり、太陽を取り囲んで半径約1光年の球体を形成しています。

もちろん、この「ボール」は単なる想像です。そこには10兆個もの彗星の種があるといわれていますが、厚さ1光年という広大な宇宙空間に散らばっています。それはまだ非常にまばらで、人々が想像する以上にまばらです。それは、粒子さえも極めて少ない空間よりもはるかに密度が高いだけです。

オールトの雲のこの層が人間の目にはまばらすぎるからこそ、太陽系外での科学者の観測には影響しないのです。人間は太陽系外のほぼすべての星、銀河、星雲を見ることができます。同時に、人間が打ち上げた宇宙探査機は太陽系の外へと進んでいくことができます。たとえば、ボイジャー1号、2号、パイオニア10号、11号、ニューホライズンズは、太陽系の惑星を探査するというミッションを完了した後、太陽系から飛び出しています。科学者たちは、自分たちがこれらの小さな天体によって破壊されることをほとんど考えていません。

これが起こる確率は非常に小さいため、マーク 6 宝くじに当たる確率よりもはるかに小さくなります。

いわゆる光年は距離の尺度であり、光が 1 年間に移動する距離です。具体的には、真空中の光の速度は毎秒299,792,458メートル（約30万キロメートル）です。 1日24時間は86,400秒あります。光年を計算するために使用されるユリウス年によると、1 年は 365.25 日、つまり 31,557,600 秒になります。光が1年間に移動する距離は約9兆4600億キロメートルです。

太陽系の半径は1光年なので、宇宙に懐中電灯を当てても、その光は明日には太陽系の外に飛び出すことは絶対にできないでしょう。代わりに、太陽系のオールトの雲の端まで飛行し、その後太陽系から飛び出すには丸一年かかります。

しかし問題は光が減衰してしまうことです。光子がさまざまな荷電粒子に遭遇すると、相互作用が生じ、さまざまな荷電粒子によって反射、屈折、吸収されます。懐中電灯の光は一度放射されると、秒速約30万キロメートルの速度で移動します。非常に短い時間内に何度も粒子と衝突し、反射し、吸収します。そのため、この弱い懐中電灯の光は 1 秒も経たないうちに消えてしまいます。

地球外の宇宙空間は高度に真空状態にあるように見えますが、太陽系はおろか宇宙空間にも絶対的な真空は存在しないため、懐中電灯のかすかな光は宇宙空間ではすぐに消えてしまいます。

光源が放出する光子の数が多くなり、光子のエネルギーが大きくなると、光子はより遠くまで移動できるようになります。このため、大きな星の光は、さらに遠く、何億光年も離れたところまで移動し、望遠鏡で見ることができます。銀河が放出するエネルギーが多ければ多いほど、その光はより遠くまで伝わります。ガンマ線バーストは史上最高エネルギーの光であり、数十億光年も移動することができます。

結論: 懐中電灯の光は 1 秒以内に消え、太陽系から消えることはありません。