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Format: Layer, Start, End, Style, Name, MarginL, MarginR, MarginV, Effect, Text
Dialogue: 0,0:00:06.76,0:00:10.45,Default,,0000,0000,0000,,スマホはどうやって居場所を\N正確に計算しているのでしょうか？
Dialogue: 0,0:00:10.45,0:00:13.76,Default,,0000,0000,0000,,その答えは上空約２万kmを飛んでいる
Dialogue: 0,0:00:13.76,0:00:18.23,Default,,0000,0000,0000,,量子力学の原理に従う原子時計によって\N時を刻みながら周回する
Dialogue: 0,0:00:18.23,0:00:21.41,Default,,0000,0000,0000,,軌道衛星にあります
Dialogue: 0,0:00:21.41,0:00:22.44,Default,,0000,0000,0000,,ふーう
Dialogue: 0,0:00:22.44,0:00:24.42,Default,,0000,0000,0000,,説明していきましょう
Dialogue: 0,0:00:24.42,0:00:29.12,Default,,0000,0000,0000,,まず 場所を特定するのに
Dialogue: 0,0:00:29.12,0:00:32.15,Default,,0000,0000,0000,,なぜ 衛星の時刻が\Nそれほど重要なのでしょうか？
Dialogue: 0,0:00:32.15,0:00:34.36,Default,,0000,0000,0000,,まず初めにスマホは
Dialogue: 0,0:00:34.36,0:00:37.70,Default,,0000,0000,0000,,衛星との距離を\N決定する必要があります
Dialogue: 0,0:00:37.70,0:00:40.88,Default,,0000,0000,0000,,各衛星は常に\N光速で伝わる電波信号を
Dialogue: 0,0:00:40.88,0:00:45.76,Default,,0000,0000,0000,,宇宙からスマホに向けて送信しています
Dialogue: 0,0:00:45.76,0:00:48.56,Default,,0000,0000,0000,,スマホは信号の到着時間を記録し
Dialogue: 0,0:00:48.56,0:00:51.75,Default,,0000,0000,0000,,距離 = c × 時間という\Nシンプルな公式を使って
Dialogue: 0,0:00:51.75,0:00:57.72,Default,,0000,0000,0000,,衛星までの距離を計算します
Dialogue: 0,0:00:57.72,0:01:03.08,Default,,0000,0000,0000,,ｃは光の速度 \N時間は 信号が到達するまでの時間です
Dialogue: 0,0:01:03.08,0:01:04.34,Default,,0000,0000,0000,,しかし ここで問題が生じます
Dialogue: 0,0:01:04.34,0:01:06.24,Default,,0000,0000,0000,,光の速度はあまりにも速すぎるのです
Dialogue: 0,0:01:06.24,0:01:09.64,Default,,0000,0000,0000,,もし 時間を秒単位で丸めると
Dialogue: 0,0:01:09.64,0:01:12.95,Default,,0000,0000,0000,,地球上の各地や\Nそこからはるかに離れた場所ですら
Dialogue: 0,0:01:12.95,0:01:16.10,Default,,0000,0000,0000,,衛星からすべて同じ距離に\Nあるように見えます
Dialogue: 0,0:01:16.10,0:01:20.38,Default,,0000,0000,0000,,つまり 数十メートル単位で\N距離の計算を行うには
Dialogue: 0,0:01:20.38,0:01:24.17,Default,,0000,0000,0000,,発明史上最高の時計が必要になるのです
Dialogue: 0,0:01:24.17,0:01:27.70,Default,,0000,0000,0000,,そこで原子時計の登場です\Nこれは非常に正確で
Dialogue: 0,0:01:27.70,0:01:30.56,Default,,0000,0000,0000,,今から３億年間動かしたとしても
Dialogue: 0,0:01:30.56,0:01:35.60,Default,,0000,0000,0000,,進みや遅れは１秒にもなりません
Dialogue: 0,0:01:35.60,0:01:38.85,Default,,0000,0000,0000,,原子時計は量子力学に従い動きます
Dialogue: 0,0:01:38.85,0:01:41.81,Default,,0000,0000,0000,,時計というものは\N一定の周期が必要です
Dialogue: 0,0:01:41.81,0:01:45.37,Default,,0000,0000,0000,,つまり 時計は時間を区切る\N単位を設定するために
Dialogue: 0,0:01:45.37,0:01:49.38,Default,,0000,0000,0000,,同じ動きを繰り返す必要があります
Dialogue: 0,0:01:49.38,0:01:52.73,Default,,0000,0000,0000,,お爺さんの古時計が\N重力の作用のもと
Dialogue: 0,0:01:52.73,0:01:55.85,Default,,0000,0000,0000,,振り子が一定の間隔で左右に\N振れることに依存しているように
Dialogue: 0,0:01:55.85,0:01:57.94,Default,,0000,0000,0000,,原子時計の場合は\N１つの原子が持つ
Dialogue: 0,0:01:57.94,0:02:03.04,Default,,0000,0000,0000,,２つのエネルギーレベル間の\N遷移により維持されているのです
Dialogue: 0,0:02:03.04,0:02:06.07,Default,,0000,0000,0000,,ここで量子力学が関わってきます
Dialogue: 0,0:02:06.07,0:02:09.31,Default,,0000,0000,0000,,量子力学によると原子には\Nエネルギーがあるものの
Dialogue: 0,0:02:09.31,0:02:13.17,Default,,0000,0000,0000,,そのエネルギー量は\N任意の値をとることはできません
Dialogue: 0,0:02:13.17,0:02:18.22,Default,,0000,0000,0000,,原子のエネルギーレベルは\N厳密に定められた一連の値に限定されます
Dialogue: 0,0:02:18.22,0:02:20.30,Default,,0000,0000,0000,,これを量子と呼びます
Dialogue: 0,0:02:20.30,0:02:24.40,Default,,0000,0000,0000,,分かりやすくするため\N高速道路で運転しているとしましょう
Dialogue: 0,0:02:24.40,0:02:25.73,Default,,0000,0000,0000,,車のスピードを上げると普通は
Dialogue: 0,0:02:25.73,0:02:32.22,Default,,0000,0000,0000,,例えば 時速30kmから連続的に\N時速110kmに加速します
Dialogue: 0,0:02:32.22,0:02:34.79,Default,,0000,0000,0000,,量子力学自動車の場合は
Dialogue: 0,0:02:34.79,0:02:37.78,Default,,0000,0000,0000,,連続的に加速するのではなく
Dialogue: 0,0:02:37.78,0:02:44.50,Default,,0000,0000,0000,,瞬間的に別の速度にジャンプします
Dialogue: 0,0:02:44.50,0:02:48.77,Default,,0000,0000,0000,,１つの原子が別のエネルギーレベルに\N遷移する時
Dialogue: 0,0:02:48.77,0:02:50.18,Default,,0000,0000,0000,,量子力学によれば
Dialogue: 0,0:02:50.18,0:02:54.62,Default,,0000,0000,0000,,このエネルギーの差は 固有周波数に
Dialogue: 0,0:02:54.62,0:02:57.20,Default,,0000,0000,0000,,ある定数を掛けたものに等しくなります
Dialogue: 0,0:02:57.20,0:03:02.82,Default,,0000,0000,0000,,エネルギーの変化分は\Nプランク定数と呼ばれる定数に
Dialogue: 0,0:03:02.82,0:03:05.09,Default,,0000,0000,0000,,周波数を掛けたものと等しくなります
Dialogue: 0,0:03:05.09,0:03:10.30,Default,,0000,0000,0000,,時計にはこの固有周波数が必要です
Dialogue: 0,0:03:10.30,0:03:16.31,Default,,0000,0000,0000,,GPS衛星はセシウムやルビジウム原子を\N周波数標準とします
Dialogue: 0,0:03:16.31,0:03:18.65,Default,,0000,0000,0000,,セシウム133の場合
Dialogue: 0,0:03:18.65,0:03:28.85,Default,,0000,0000,0000,,固有周波数は9,192,631,770 Hzで
Dialogue: 0,0:03:28.85,0:03:31.64,Default,,0000,0000,0000,,つまり 毎秒90億周期です
Dialogue: 0,0:03:31.64,0:03:33.62,Default,,0000,0000,0000,,随分と速い時計ですね
Dialogue: 0,0:03:33.62,0:03:36.00,Default,,0000,0000,0000,,どんな腕利きの時計職人がいたとしても
Dialogue: 0,0:03:36.00,0:03:38.16,Default,,0000,0000,0000,,振り子時計やネジ巻式時計\Nクオーツ時計では
Dialogue: 0,0:03:38.16,0:03:42.76,Default,,0000,0000,0000,,どうしても共振にずれが生じます
Dialogue: 0,0:03:42.76,0:03:46.97,Default,,0000,0000,0000,,しかし セシウム133の原子の固有周波数は
Dialogue: 0,0:03:46.97,0:03:50.82,Default,,0000,0000,0000,,どれもまったく同じなのです
Dialogue: 0,0:03:50.82,0:03:53.26,Default,,0000,0000,0000,,この原子時計のおかげで
Dialogue: 0,0:03:53.26,0:03:57.28,Default,,0000,0000,0000,,誤差10億分の１秒の精度で\N時間がわかり
Dialogue: 0,0:03:57.28,0:04:02.29,Default,,0000,0000,0000,,これで衛星からの\N正確な距離がわかります
Dialogue: 0,0:04:02.29,0:04:06.82,Default,,0000,0000,0000,,ここで私達は地球上にいるという事を\N一旦忘れてみましょう
Dialogue: 0,0:04:06.82,0:04:10.33,Default,,0000,0000,0000,,衛星から一定の距離にいることは\N分かっています
Dialogue: 0,0:04:10.33,0:04:13.19,Default,,0000,0000,0000,,つまり 衛星を中心とする球面上の
Dialogue: 0,0:04:13.19,0:04:15.95,Default,,0000,0000,0000,,どこかにいるという訳です
Dialogue: 0,0:04:15.95,0:04:18.14,Default,,0000,0000,0000,,２機目の衛星とあなたの距離を測れば
Dialogue: 0,0:04:18.14,0:04:21.22,Default,,0000,0000,0000,,２つの球面の重なりが得られます
Dialogue: 0,0:04:21.22,0:04:22.19,Default,,0000,0000,0000,,これを続けていき
Dialogue: 0,0:04:22.19,0:04:23.79,Default,,0000,0000,0000,,４箇所から測定を行って
Dialogue: 0,0:04:23.79,0:04:27.27,Default,,0000,0000,0000,,アインシュタインの相対性理論で\N微調整をすると
Dialogue: 0,0:04:27.27,0:04:33.54,Default,,0000,0000,0000,,宇宙でのあなたの居場所を\N特定できるのです
Dialogue: 0,0:04:33.54,0:04:34.97,Default,,0000,0000,0000,,それに必要なのは:
Dialogue: 0,0:04:34.97,0:04:37.77,Default,,0000,0000,0000,,数十億ドルもかけた\N衛星ネットワーク
Dialogue: 0,0:04:37.77,0:04:39.82,Default,,0000,0000,0000,,振動するセシウム原子
Dialogue: 0,0:04:39.82,0:04:41.23,Default,,0000,0000,0000,,量子力学
Dialogue: 0,0:04:41.23,0:04:42.33,Default,,0000,0000,0000,,相対性理論
Dialogue: 0,0:04:42.33,0:04:43.48,Default,,0000,0000,0000,,スマートフォン
Dialogue: 0,0:04:43.48,0:04:45.73,Default,,0000,0000,0000,,そして あなたです
Dialogue: 0,0:04:45.73,0:04:47.11,Default,,0000,0000,0000,,これで万全です