物理について

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  素粒子、例えば電子には内部構造がないそうですが、内部構造がないということは波だということでしょうか？
  そうすると、素粒子の集まりで構成されている人間の体も波であるということでしょうか？
  （質問者：ミクロの世界さん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…まどちゃん！

  　私たちの体は、粒子の集まりであり、波でもあるのですが、その波はとても小さく、見ることも感じることもできないのです。
  　よく調べていますね！その通り、電子は素粒子といって、物質を構成する最小単位の粒の一つです。それ以上分解することはできません。
  　素粒子や原子・分子の世界は、ナノサイズ（1メートルの10億分の1）、あるいはそれ以下という、きわめて小さなものです。さまざまな実験から、このようなとても小さな世界を見るときには、物質はなんと、粒のようにも、波のようにもふるまう、ということが明らかになりました。このとき小学校や中学校で学習する物理法則（いわゆるニュートン力学や電磁気学）は通用せず、物質は「量子力学」という不思議な法則にしたがいます。
  　普通、波は「水の集まり」や「空気の集まり」によってつくられ広がっていくものです。しかし電子の波は、粒一つだけでつくられます。では粒一つだけでつくられる波はどんな動きをしているのか？…というと、実は、そこのところはまだよくわかっていません。どうしてわからないのかというと、この波の姿を観測することができないのです。電子の動きが波のように広がっていくことは、実験結果から明らかなのですが、いざその電子一つひとつを観測しようとすると、いつも粒の状態で発見されてしまうのです。この電子の波の姿を観測しようとする研究は、今まさに進められているところです。
  　人間の体も、電子などの素粒子がたくさん集まってできていることから、「粒のようにも、波のようにもふるまう」ということになります。しかしその波の大きさは非常に小さく、これを観測することもできなければ感じることもありません。

  [学術顧問からの＋α解説]
  　電子が含まれるレプトンという種類の素粒子には内部構造はありません。しかし、レプトンに対してハドロンという「素粒子の集まり（陽子、中性子などのバリオンと、中間子などのメソン）」が存在し、これらはクォークという素粒子からできています。陽子や中性子でも物質波（ド・ブロイ波）は見られます。内部構造があっても波になります。
  （はまぎん こども宇宙科学館　学術顧問　斎藤和男先生より）

  答えの探し方

  参考図書

  さくら剛『感じる科学』（サンクチュアリ出版）

  私の好きな本も参考にしました。 高校生のときに読んで、物理により興味を持った本です。

  webでの検索ワード

  「素粒子　波」で検索

  文部科学省や東京大学素粒子物理国際研究センターのページを参考にしました。そこで「量子力学」という言葉を見つけました。

  「量子力学」で検索

  京都大学の広報誌を読み、量子力学について知ることができました。「光と波の二重性」という言葉を見つけました。

  「粒子と波の二重性」で検索

  理化学研究所のホームページで、電子の波の姿を観測するための最新研究が紹介されていました。

  参考ページ

  　　　　　　　　　　　　　　　　　　

  文部科学省　科学技術・学術のページ「量子ってなあに？」

  東京大学素粒子物理国際研究センター「素粒子とは？」

  京都大学広報紙『紅萠』授業に潜入！

  理化学研究所　研究成果(プレスリリース)2018

  理化学研究所　研究成果(プレスリリース)2020

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  同じ銃を真正面で同時に発砲し、弾丸が正面衝突したらいったいどうなりますか？
  弾はどの方向に跳ね返るのか跳ね返らないのか、知りたいです。
  （質問者：ニンジャFさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…まいまい！

  　弾丸同士が正面からぶつかった時、跳ね返るかどうかは弾丸の種類によって違います！
  　同じ銃を真正面で同時に発砲した場合、弾丸同士が正面衝突する可能性はとても低いです。それは、地球上には空気の抵抗や重力があり、真正面で同時に発砲しても、空気の抵抗や重力によって弾丸はまっすぐ飛ばず徐々に落下するからです。
  
  　しかし、実際に弾丸が正面衝突した例もあります。クリミア戦争（ロシアとフランスの間で起きた戦争）や西南戦争（日本）では、飛び交う弾丸の中で、弾丸同士が衝突したものがあります。当時の弾丸は鉛でできていました。鉛は柔らかいため、正面衝突した弾丸が、はねかえらず、互いにくっついてしまったものが発見されています。そのため、鉛の弾丸は衝突した角度やスピードによってくっつくことがあると推測できます。
  
  　弾丸には鉛以外にも、鉛を銅などの硬い金属でコーティングし、ものを貫通しやすくした弾丸も存在します。それらの弾丸同士がぶつかった場合はおそらく、弾丸は粉砕するか跳ね返ると思われます。跳ね返った場合、毎回同じ方向に飛ぶ可能性は極めて低いでしょう。発砲された弾丸は、空気の抵抗を減らし狙った所に当たるようにするために回転しながら飛んでいるからです。回転の仕方や衝突する弾丸同士の角度やスピードにより、跳ね返る方向が変わると考えられます。

  答えの探し方

  webでの検索ワード

  「弾丸　同士　衝突」「弾丸　正面衝突」で検索

  実験や実例があるかどうかを調べました。様々な答えが出てきますが、弾丸の種類によって違いがあることがわかりました。それをさらに調べて正確性を高めます。

  「弾丸　種類」で検索

  今回は柔らかい鉛玉と貫通性の高い（硬い）銅などでコーティングした銃弾について調べました。

  「弾丸　回転」で検索

  弾丸の回転についての確認をしました。

  参考ページ

  今回の検索で出てきた記事は多くが個人のブログや質問サイトでした。おそらく危険が伴ったり、再現が困難だったりするため、検証ができていないと思われます。 このような個人のブログ、質問サイトから情報を得るときは、複数のサイトを見比べ、情報の正確性を高めることが重要です。

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  NEW
  ロケットが打ち上げられる時に、初めはまっすぐ上にあがるのに、 上空で少し横向きになるのはどうしてですか？
  （質問者：こうたろうさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…ぺー！
  

  　ご質問の通り、ロケットは上空で徐々に横向きになって飛んでいきます。なぜなら、ロケットは高く飛ぶためだけでなく、加速するための道具だからです。
  
  　より効率よく加速させるためにロケットには様々な工夫が凝らされています。その１つが、横向きに飛ばして地球の自転を利用することです。地球は西から東に向けて１日に１回転していて、これを自転といいます。この自転の速度を、ロケットの速度にのせて加速させます。そのため大抵のロケットは初めは垂直に打ち上げられ、自転の回転方向と同じ東に向けて、徐々に横向きになって宇宙まで飛んで行きます。
  　ちなみにすべてのロケットが東向きに飛ぶわけではありません。イスラエルでは東側に他の国があり、安全のために西向きに打ち上げているなどの例もあります。その場合は地球の自転に逆らう分、同じロケットを用いて東向きに飛ばしたときと比べて、宇宙へ載せていける物の重さが半分になるなどのデメリットがあります。
  
  【なぜ加速する必要があるの？】
  一般的には、ほとんど大気がなくなる高度100㎞を超えると宇宙だといわれているので、真っすぐ上に向かって飛べば宇宙に行くことはできます。しかしロケットに載せている人工衛星などは、地球に落ちてこないように地球の周りを速く回らなければなりません。そのためロケットを使って加速させる必要があるのです。実際、国際宇宙ステーション（ISS）は、高度約400kmを秒速約7.7kmという速さで地球の周りを飛んでいます。これは地球を1時間24分で１周するくらいの速さです。

  答えの探し方

  参考図書

  「トコトンやさしい宇宙ロケットの本」（日刊工業聞社）　的川泰宜
  「おもしろサイエンス　スピードの科学」（日刊工業新聞社）　小笠原征次

  webでの検索ワード

  ①「ロケット　横向き」と検索して横向きに飛ぶ理由を調べてみました。そこで、ロケットが加速するために横に飛んでいるとわかりました。

  ②次に「ロケット　加速」と検索して、ロケットが加速する理由や具体的な方法について調べました。

  参考ページ

  ・東北大学コラム　【宇宙への行き方、教えます！】第１回　ロケットは上を向いて飛んで行く、のではない？
  https://tohoku-univ.ox-tv.co.jp/article/jaxa-2/
  ・ファン！ファン！JAXA！「人工衛星を載せたロケットは、なぜ東向きに打ち上げるのですか？」
  https://fanfun.jaxa.jp/faq/detail/60.html
  ・宇宙の不思議　うそ、ほんと～さあ、宇宙へ飛び出そう～　１章 地球を飛び出す
  https://iss.jaxa.jp/iss_faq/go_space/step_1.htm

化学について

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  なぜ熱した油の中に水を入れたら油が跳ねるのか？
  （質問者：りらいさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…なっち！

  　炒めものや揚げものをするときには油を熱して料理をしますね。この時の油の温度は160~200℃くらいになっています。
  　そこに食材を入れると油が跳ねることがあります。ところで、水は油よりも重く、また100℃になると沸騰します。沸騰すると水は水蒸気に姿を変えます。
  　熱した油の中に水が入ると、水は油の中に沈みます。油の中に沈んだ水は、高温の油によって急激に熱せられて水蒸気になります。水が水蒸気に変わると体積（大きさ）がおよそ1700倍にふくらみます。そのため、水（水蒸気）は油の中から一気に飛び出し、まわりの油をはね飛ばすので、『熱した油の中に水を入れると油が跳ねる』というわけなんです。
  
  質問箱を読んでいる皆さんへ
  熱くてとても危険なので、わざとやらないでください！！
  炒めものや揚げものをするときは必ずおうちの人と一緒に注意しましょう！

  答えの探し方

  参考図書

  小川茂男『科学の質問箱1　シマウマの毛を切ってもシマ模様？』（誠文堂新光社）

  本のタイトルだけではなく、どんな種類の本なのかを気にして探すと知りたいことが載っていることがあります。
  例えば、今回の「科学の質問箱」というシリーズ本ですが、これは身の回りの不思議なできごとやちょっとした疑問に答えてくれる本です。
  目次を見ると、身近な生活、動物、植物、昆虫などのいろいろなグループに分かれて質問と答えが載っていることが分かります。
  その中の「身近な生活」のグループに今回の質問への答えがあるかも？と考え、「科学の質問箱」シリーズの本を何冊か開いてみたところ、この本を見つけました。

  webでの検索ワード

  「熱した油　水」や「油　水　はねる」と検索して、いくつかのサイトを読んでみたところ、「水蒸気爆発」という言葉がちらほら見つかったので、今度は「水蒸気爆発」で検索してより理解を深めました。

  参考ページ

  「水の状態変化と水蒸気爆発を理解するための教材の作成」野村　祐子

  日本科学教育学会研究会研究報告書　Vol.34,No.8,2020 掲載

生物について

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  ライオンってどうしていつも寝てるんですか？
  （質問者：れおなさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…おだっち！

  　体力を温存するため！
  　ライオンは肉食動物と言って、お肉ばかり食べています！狩りに成功するとごはんを食べられるけど、毎回成功するとは限らないから、ごはん抜きの日が何日も続くことがあるんだ・・・。だから、無駄な体力を使わないように、寝ていることが多いんだね！

  答えの探し方

  参考図書

  竹内均監修「野生動物の生態」（1996）（教育社）

  生態というのは生物の生活の特徴などを表す専門用語です。また、ライオンは一般的に注目を浴びやすいため、野生動物や野生生物という言葉がタイトルになっている場合にライオンが含まれる可能性は高いと判断できます。あとは目次を見たりして、疑問の答えが書いてありそうか探します。

  webでの検索ワード

  「ライオン　寝ている　動物園」や「ライオン　寝てばかり　なぜ」

  誰がどこで何をしていたかを検索ワードとします。もしくは、疑問をそのまま検索ワードにします。

  参考ページ

  Webで検索した場合、いくつかのサイトを見ます。この時、○○動物園や○○野生保護センター、○○大学など専門機関のサイトであると信頼性が高いと判断しています。また、個人のブログやHPであっても複数のサイトで同じようなことが書いてあれば、その情報は確からしいと判断しますが追加で本でも調べたりします。

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  なぜリンゴは茶色くなってしまうのか？
  （質問者：いつきさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…みやっち！

  　切ったリンゴが茶色になるのは、リンゴに含まれるポリフェノールの一種（エピカテキンやクロロゲン酸）が、空気中の酸素と反応して酸化し、変色するからです。
  　レモン汁をかけると、レモンに含まれるビタミンCが酸化を防いでくれるので茶色くなりにくくなるよ。

  答えの探し方

  webでの検索ワード

  「リンゴ　茶色くなる」で検索します。そこから見つかったキーワードの中でより学術的な表現、今回の例では、「酸化・変色」といったキーワードを追加して検索します。

  参考ページ

  インターネットには、正しくない情報がのっていることもあります。その見分け方のコツをご紹介します。URL（webサイトの住所）の最後に、go.jp とあると政府関連組織のURL、ac.jp は大学や教育機関のURLです。これらのサイトは信頼性が高いと判断しています。 科学技術は、日々進歩しますので、できるかぎり最新の情報に目を通すように心がけましょう。興味のある分野の論文や特許を調べ、筆者の所属機関を意識するようにすると、将来の進路を考えるきっかけにもなるかもしれません。

  論文検索

  https://www.jstage.jst.go.jp/static/pages/JstageOverview/-char/ja

  特許検索

  https://www.j-platpat.inpit.go.jp/

  「酵素的褐変とその制御」村田容常

  化学と生物 Vol. 45, No. 6, 2007 掲載

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  すいかは塩をかけるとどうして美味しくなるのですか？
  （質問者：まやさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…やまさん！

  　すいかに塩をちょっぴりかけると、いつもより甘く感じるのは、私たちの舌にヒミツがあるよ！
  　私たちの舌は 甘さ、しょっぱさ、苦さ、すっぱさ、旨さ、を感じることができるんだ。そのうち 甘さ と しょっぱさ を同時に感じると、少しでも多い方をより強く感じるんだって！これを「味の対比効果（あじのたいひこうか）」というよ。だから「甘い」すいかに「しょっぱい」塩をちょっぴりかけると、より甘さを強く感じるんだね！
  
  　 ここで！やまさんこそこそうわさばなし！
  　すいかはキュウリやカボチャ、ゴーヤと同じ「ウリ科の野菜」の仲間なので、サラダや野菜炒めにしてもおいしいよ！気になったらぜひ「すいか おかず 料理」などでも調べてみてね。

  答えの探し方

  参考図書

  ブライアン=R=ワード作編『わたしたちのからだ‐8 触覚・嗅覚・味覚』（偕成社）など

  webでの検索ワード

  「すいか 塩」で検索をした後、出てきた「味の対比効果」で検索をしたよ。

  参考ページ

  NDL-ONLINE

  学研キッズネット

  日本調理アカデミー

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  何かを必死に考えているときはそうでないときに比べて疲れやすく、エネルギーをたくさん使っているように感じますが、その結果得られた『考え』はエネルギーを持っていますか？
  持っていない場合、考えているときに使われたエネルギーは何として消費されているのでしょうか？
  （質問者：おぞうにさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…れーちゃん！

  「考え = 知識」として考えてみます。知識は、重さや大きさなどのような具体的な量で表すことができていません。ですから、『考え』にエネルギーがあるかどうかを数字を使って表すこともできません。
  
  では、「考え」を得るために考えているときは、何にエネルギーを使っているのでしょう。
  考える活動は私たちの脳で行われます。脳の中では神経細胞同士がシナプスという部分を介して繋がってネットワークをつくり、電気信号のやり取りをしています。何も考えていないと思っているときでもやり取りは行われています。
  考えるとき、神経細胞はシナプスを増やしたり大きさを変えたりして新しいネットワークをつくろうとします。反対に、シナプスが小さくなったり無くなったりしてネットワークが無くなることもあります。シナプスが増えたり大きくなったり小さくなったりすることを「シナプスの可塑性(かそせい)」といいます。このように、ものごとを考えたり覚えていたりするにはシナプスの形を変えたり電気信号のやりとりをしたりするのですが、そのためにエネルギーが使われます。
  
  人間の脳は、人間が1日に消費するエネルギーの20％にあたる約400キロカロリーを使うといわれています。大人の脳の重さは体重の2％ほどしかないため、脳だけで多くのエネルギーを使っていることになります。ちなみに、400キロカロリーは20℃の水5Lを100℃まで温めるのに必要なエネルギーです。
  これだけのエネルギーを使う脳ですが、実はそのエネルギー源になるのはブドウ糖という物質だけです。他の臓器は脂肪やタンパク質もエネルギー源として利用できますが、脳はブドウ糖しかエネルギー源にしません。ブドウ糖は、お米やパン、砂糖などを食べると取ることができます。

  答えの探し方

  参考図書

  林 大雅, 林 佐千男, 田中 敏幸『エネルギーと情報との関係について』

  『情報システム学会 第5回全国大会・研究発表大会 論文集』

  webでの検索ワード

  「情報 エネルギー」で検索

  情報システム学会　第5回全国大会・研究発表大会の論文集を見つけ、知識は、重さや大きさなどのような具体的な量で表すことができていないことを知りました。

  「記憶 エネルギー」で検索

  人間の脳が1日に約400キロカロリーを使うことや、脳が記憶できるのは神経細胞同士がシナプスによって繋がっているおかげであることが分かりました。

  「脳 記憶 シナプス」で検索

  WIREDの記事でシナプスの可塑性という言葉を知り、シナプスの可塑性の詳しい説明を東洋大学の記事で読みました。

  参考ページ

  WIRED『脳とは「記憶そのもの」だった──「記憶のメカニズム」の詳細が明らかに』

  東洋大学『医学博士に聞く、記憶力・学習力アップに影響する脳機能「シナプス可塑性」とは？』

水辺の生き物について

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  田んぼに埋まっていたザリガニです。表に出ていた面が青く、裏の土側は赤でした。熱で変色したなら、カニを茹でた時のように表が赤になると思うのですが。赤かったザリガニが青く変色したとは思うのですがなぜかわかりません。日光で何かが変質したのですか？ネットで調べても、アメリカザリガニの飼育で餌による変色の話しか出てきません。カロチンを抜いた餌だと青く育つなら、カロチンが分解されたのでしょうか？
  （質問者：やなぎさん）　▼

  

  今回、回答するスタッフは…れーちゃん！

  
  ※やなぎさんが送ってくれたザリガニの写真
  
  ザリガニの色の変化が「いつ起こったのか」を考えてみます。これは、次の2通りが挙げられます。
  ①ザリガニが死んでから、色が変化した。
  ②ザリガニが生きている時に、色が変化した。
  死んでからと生きている時のどちらで色の変化が起きたのでしょう？インターネットの情報を頼りに考えてみましょう。
  
  初めに、①についてです。“表に出ていた面が青く、土に隠れていた面が赤かった”ということなので、死んだあとに日光によって色が変わった可能性が考えられます。
  ザリガニやエビなどの甲殻類で色が変わると言えば、ゆでると色が変わることが有名です。この理由を知るために「エビ 茹でる 赤」で検索をして情報を集めました。その結果、甲殻類をゆでると赤くなる理由は“アスタキサンチン”という赤色の物質が関係していると分かりました。
  ゆでる前は、アスタキサンチンは甲殻類の血の中にあるタンパク質とくっついて“クラスタシアニン”という物質になっています。クラスタシアニンは赤色ではなく、黒っぽい青灰色をしています。ゆでられるとタンパク質は壊れますが、アスタキサンチンは壊れずに残ります。したがって、ゆでられた甲殻類は赤くなります。
  しかし、このままではザリガニが青くなる理由が分からないので、別のキーワードで検索をしました。
  「ザリガニ 色 変わる」で検索をすると、やなぎさんが見つけられたようなザリガニに与えるエサで体の色が変わるという情報が出てきました。この情報から、ザリガニの赤色もエサの水草に含まれているカロチン(カロテン)が変化したアスタキサンチンの色だと分かりました。ザリガニに水草を与えず飼育すると、アスタキサンチンがたまらなくなって脱皮をするごとに青色が出てくるようです。
  つまり、“ザリガニの殻に含まれているアスタキサンチンが減れば、ザリガニは青くなる”と考えられます。
  アスタキサンチンがどうなったら無くなってしまうかを知るために「アスタキサンチン 安定性」で検索しました。すると、アスタキサンチンは熱には強いけれど、光によって壊れてしまうことが分かりました。
  ということは、“生きていた時のザリガニは全身赤色だったが、死んでから日光に照らされ続けた部分はアスタキサンチンが壊れて青色に変わっていった”という可能性が考えられます。
  
  また、与えるエサによって青色になることを踏まえると、“見つけたザリガニは、生きている時に十分な量の水草を食べられていなかったので青色が出てきていた”という②の可能性も考えられます。
  
  ①と②のどちらが正しいのか、あるいは両方正しいのかは、実際に飼育するなどして実験してみないと分かりません。
  赤いザリガニの死骸が2体あれば、1体を日陰に、もう1体を日向に置くことで、①を確かめることができます。この時、温度も同じくらいになっているとより良い実験になります。
  赤いザリガニにアスタキサンチンを含まないエサを与え続けて、見つけたザリガニのように色が変われば②が正しいと分かります。

  答えの探し方

  webでの検索ワード

  「エビ 茹でる 赤」で検索

  アスタキサンチンはタンパク質とくっついているときは赤色ではないと分かりました。

  「アスタキサンチン タンパク質」で検索

  アスタキサンチンがタンパク質と結びついている物は“クラスタシアニン”と呼ばれていると分かりました

  「ザリガニ 色 変わる」で検索

  ザリガニがエサで色が変わることや脱皮で色が変わることを知りました。

  「アスタキサンチン 安定性」で検索

  タキサンチンは熱には強いけれど、光には弱いと分かりました。

  参考ページ

  天然アスタキサンチン

  公開特許公報(A)_アスタキサンチン含有組成物

  アスタキサンチンとは？ -健康機能と市場の動向-

  ザリガニ飼育色変化

  レファレンス共同データベース

  茹でなくても色は変わります

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  動物はなぜ自分がその動物だと認識できるのですか。人間には鏡がありますし当分は人間の保護者の間で育てられるので人間であると認知できると思いますが、動物は自分の姿が映るのは水辺だけですし、なかには卵を産み捨てられて一人で成長していくものもいます。しかし同種の動物同士で群れたり繁殖したりするので自分が何の動物なのかわかっているのだと思います。なぜでしょうか。本能的に認知出来るのでしょうか。あるいはにおいや鳴き声、毛並みなどがにているからでしょうか。 よろしくお願いします。
  （質問者：資本家さん）　▼

  

  今回、回答するスタッフは…きっくぅ！

  質問ありがとうございます。とても難しいですね！本当のことは、動物に聞いてみないとわからないかもしれません…。
  ですが、「動物行動学」という研究分野があり、科学者たちはご質問の内容のことも明らかにしようと研究しています。
  
  群れを形成する社会性のある動物は、質問のとおり、自分と同じ仲間だということを何らかの情報で認識しているはずです。 例えば魚の場合、メダカが群れの仲間を認知するために、相手の動きを見ているようです。メダカは、自分と同じ種の自然な動きを知覚する能力がとても高いということが研究でわかってきています。 また、カワスズメ科の魚類は、複雑な社会を形成して生活している種類が多くいます。タンガニイカ湖のカワスズメの一種のプルチャーという魚は、顔に明瞭な色彩模様があり、その模様が個体によって少しずつ異なります。プルチャーは相手の顔の模様の違いを見分けて個体識別している、ということが示されています。
  
  鳥類の例では、カラスは仲間の姿と声を結びつけて認識している、ということが研究で示されています。これは、カラスの他の個体との関わり合いを通じて学習することによって成立する、ということがわかっています。
  
  また、複数の種類の動物が群れとなって行動する「混群」を形成する場合もあります。鳥について報告されることが多いですが、魚や霊長類などでも見られます。日本では、鳥類のシジュウカラやヤマガラなどに、ゴジュウカラやコゲラ、メジロなどが加わった混群が見られることがあります。
  この混群には、単独や同種だけの群れでいるときよりも捕食者を警戒する時間が減少したり、他の種の鳥の採餌場所や方法を真似することで餌を取る効率が上がる、などといったメリットがあるようです。
  シジュウカラは、複雑な言語（鳴き声）を使ってコミュニケーションしていることがわかっています。混群をつくる際にも、この鳴き声のコミュニケーションを利用しているのかもしれません。
  
  家でイヌやネコを飼っている方もいると思いますが、イヌやネコは自分を何だと思っているのでしょうか。
  イヌは人間のことを、自分たちとは異なる存在ととらえていることが明らかになっています。イヌは人間を見ると態度を変えます。イヌが人間と遊ぶときは、イヌ同士での遊び方とは全く違います。
  一方、ネコは人間のことを自分と異なる存在ととらえていることを示唆する行動は見つかっていないそうです。人間が自分たちより大きいことはわかっているようですが、ネコが行動を大きく変えているようには見えません。尻尾を立てる、脚にまとわり付く、隣に座るなどの行動は、ネコ同士で行っていることと同じです。
  
  動物が鏡に映る姿を自分だと認識できる能力を確認する「ミラーテスト」という方法があります。この能力は、人間の他に、チンパンジーやイルカ、ゾウ、カササギなどが持つことが知られています。
  
  このようなミラーテストなどを利用して、さまざまな動物の自分自身を認識する能力や同じ種の仲間を認識する能力について研究されています。
  今後さらにいろいろな動物について明らかになっていくかもしれません。研究に注目していきたいと思います。
  

  答えの探し方

  webでの検索ワード

  「魚　群れ　認識」で検索

  メダカの例がわかりました。

  「魚　個体　認識」で検索

  アタンガニイカ湖のカワスズメの一種、プルチャーの例がわかりました。

  「カラス　仲間　認識」で検索

  カラスの例がわかりました。

  「別種　群れ」で検索

  鳥の混群の例がわかりました。

  「鳥　言語」で検索

  シジュウカラが鳴き声を使ってコミュニケーションしていることがわかりました。

  「ネコ　自分　人間」で検索

  イヌやネコが人間を自分と異なる存在ととらえているかどうかがわかりました。

  「動物　自分　認識」で検索

  ミラーテストについてわかりました。

  参考ページ

  プレスリリース - メダカは動きで仲間を引き寄せる

  魚が顔の模様の違いで他個体を識別することを世界で初めて実証 — 大阪市立大学

  慶應義塾大学プレスリリース「カラスは仲間の「声」と「姿」を結びつけて認識していることを発見　－カラスの集団は“烏合の衆”ではなかった－」

  別種同士で群れを作る混群とは|株式会社バイオーム

  文法を操るシジュウカラは初めて聞いた文章も正しく理解できる | 京都大学

  ネコは飼い主をネコと思っている？ | ナショナルジオグラフィック日本版サイト

  「鏡の中の自分」がわかる魚を初確認、大阪市大 | ナショナルジオグラフィック日本版サイト

  「鏡に映る自分」がわかる魚を初めて確認！～世界の常識を覆す大発見〜 — 大阪市立大学

宇宙について

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  ５階のアニメで「重力の大きい星から来た人は体がつぶれている」と言っていましたが、重力の大きい星のモノがより重力の小さい星に行った場合、体が伸びたり膨らんだりはしないのですか？
  （質問者：カラボルド星人さん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…さくら！

  　生き物の体は骨格に支えられているため、そう大きくは変わりません。
  　 例えば重力が地球の約1/6しかない月面に行ったアポロの宇宙飛行士や、星ではありませんが無重力状態と言われる国際宇宙ステーションの宇宙飛行士にも、体の形に大きな変化は見られませんでした。ですが、細かい変化は起こることがわかっています。
  　 地球上では、重力の影響を受けて脚の方にたくさんの血液が流れますが、国際宇宙ステーションの船内では脚に流れる血液は少なくなり、反対に頭の方に流れる血液の量は多くなります。血液量が増えて顔が膨らんだ状態のことをムーンフェイスと呼びますが、これは徐々に体が慣れてくると治まるそうです。
  　 このほかにも、筋肉が落ちて脚が細くなることが知られています。地球上では、私たちは脚で体を支えていますが、無重力状態では脚を使わなくなるからです。
  　 さらに身長も伸びます。背骨の骨と骨の間にある椎間板が、重力から解き放たれて伸びるからです。ひとつの椎間板あたり、約1㎜伸びるそうです。
  
  　 今回ご質問いただいたあのシーンは、「重力が変わったから体がつぶれた」ということではなく、「重力の大きい星にいる生き物はもともとつぶれたような平べったい体のつくりをしている」ということを説明しています。続けて「それぞれの星の環境に合わせた姿や体の構造をしている」と言っていることからも、重力の変化による体への影響の話ではなく、その生き物の体の特徴の話をしていることがわかります。

  答えの探し方

  webでの検索ワード

  今のところ地球以外では生命体が見つかっていません。地球にいる生き物が、地球より重力の小さいところ（宇宙）に行くとどうなるかを調べるために、「宇宙　体　影響」と検索すると、JAXAのページが出てきました。

  質問にあった、体が伸びるかどうかは上記のページにはなかったので「宇宙飛行士　身長　伸びる」と検索すると、ファン！ファン！JAXA！のページが出てきました。

  参考ページ

  JAXA 宇宙ステーション・きぼう　広報・情報センター「宇宙滞在に伴う健康問題→微小重力の影響」

  ファン！ファン！JAXA！　「宇宙に行くと背が伸びるって本当ですか？」

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  5歳の子供から、なんでロケット（はやぶさ）は、宇宙で迷子にならないで地球に帰って来られるの?と質問されました。小学校入学前でも解りやすい回答はありますか?
  一応、宇宙には人工衛星が沢山あって、それで場所を確認して、帰ってくるんだよ（片目で見ても、ちょっと先の物に指で触れないけど、両目で見ると触れるでしょ。とか、その技術で車のカーナビも動いてるんだよ。と言っても、なかなか説明が難しく。）
  でも、せっかくの子供の興味を無駄にしたくないので、なんとか説明できませんか?
  （質問者：ヨッシーさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…的川館長！

  迷子になるのは、宇宙で自分がいま宇宙のどこにいるのかが分からなくなるからです。
  だから地球上の管制センターと探査機のコンピューターに
  １　地球上の管制センターから見てどの方向にいるか
  ２　管制センターからどれくらいの距離にいるか
  の２つのデータが、しっかりとインプットされていなければなりません。
  
  １については地上の追跡アンテナといつも連絡を取りあっていれば、アンテナの向きによって、宇宙のどの方向にいるかをいつも知ることができます。
  ２は、地上のアンテナから電波を出して、それを受け取った探査機が電波で返事をくれれば、その電波の往復時間に電波の速さ（１秒間に約30万㎞で光の速さと同じです）をかけたら距離が計算でき、その距離の半分がアンテナから探査機までの距離ですね。
  探査機は、宇宙の中で自身の軌道をコンピューターで厳密に計算しています。
  エンジンを噴かしたりすると軌道も変わるので、そのたびに地上と連絡しながら、軌道を常に把握できています。ただし、アンテナで追跡する方法では、機械の性能に限界があるので、探査機の位置を表すデータの値に一定の誤差が生じるので困ります。
  
  はやぶさ２がリュウグウの位置を見失わないためには、その誤差を、アンテナでつかんだ「はやぶさ２」自身の位置を、カメラで撮影した景色をもとに修正する独自の方法をとっています。恒星の位置は非常に正確に知られているので、写真の背景に映っている恒星のデータを基にして、正確に計算します。これは初代「はやぶさ」で編み出した日本の得意技です。
  
  【まとめ】
  宇宙で迷子にならないわけが少しわかったでしょうか。
  人間でも小さいときはお母さんやお父さんがいつも見守ってくれないと、すぐに迷子になってしまいますね。そのお母さんお父さんの役割を、地上の管制センターが果たしているわけです。
  疑問な点があればまたお便りください。

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  パソコンを開いたら、銀河と銀河が衝突する写真が出てきました。
  星と星だけでなく、銀河と銀河も衝突するんですか？
  （質問者：こよみさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…ほしこ！

  銀河と銀河も衝突します！
  銀河は、星や、星の材料になるガスやちりなどがたくさん集まっている天体です。
  銀河どうしが近づくと、銀河それぞれが持つ「重力」という力で引きつけあい、銀河の形が変わったり、衝突して１つの銀河に合体したりすることがあります。銀河どうしが衝突すると、銀河内のガスやちりどうしが衝突し合い、そこで新しい星がたくさんつくられます。
  銀河の衝突は珍しいことではありません。しかし、銀河どうしがぶつかっても、星どうしが衝突し合うことはほぼありません。銀河は宇宙の中でも比較的星が集まっている場所ではありますが、それでも銀河内の星と星の距離はとてもはなれているからです。
  私たちが住む天の川銀河もおよそ40億年後、おとなりのアンドロメダ銀河と衝突して合体し、１つの銀河になると考えられています。

  答えの探し方

  参考図書

  該当図書なし

  星や宇宙については、日々新しい考えや研究結果が発表されています。そのため、本に書かれている情報はもうすでに古いものになっていることがよくあります。
  宇宙のことを調べるときは、本だけでなく、インターネットを使って、どの情報が一番正しいのか、現在どこまでわかっているのかを知ることが大切です。

  webでの検索ワード

  銀河の衝突は、英語で「Galaxy Collision」といいます。この言葉をインターネットで検索すると、アメリカのNASAが研究してきた、銀河どうしの衝突についての研究や、実際の画像がたくさん出てきます。NASAでは、銀河どうしの衝突について、観測がとてもよく進んでいます。

  〇NASA HUBBLESITE
  “Cosmic Collisions Garore!”
  https://hubblesite.org/contents/news-releases/2008/news-2008-16.html
  NASAのハッブル宇宙望遠鏡がこれまで撮影してきた、銀河どうしが衝突して合体したり、変形したり、すれ違っているところをとらえた写真がたくさん紹介されています。

  参考ページ

  NASA Hubble Telescope Feature “NASA's Hubble Shows Milky Way is Destined for Head-On Collision”

  
  天の川銀河とアンドロメダ銀河の衝突についての、最新の研究です。文を読む必要はありません。２つの銀河がこれからどのようになっていくのか、CGで見ることができます。
  これは、銀河どうしの衝突について、「こうではないか？」と考えられているひとつの例です。宇宙にはまだ私たちが知らないことがたくさんあり、毎日といっていいほど、新しい発見や考えが発表されます。宇宙や星について調べるときは、どの情報が正しいのか、そして、どれが一番新しい情報なのか、に注目して調べものをしてみましょう。
  

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  探査機はやぶさ２に搭載されているイオンエンジンはどのくらいのパワーですか？
  地球上で使用すると前に進むことはできますか？
  （質問者：こうたろうさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…さごぅ！

  イオンエンジン1台あたりの最大推力は、10mN(ミリニュートン)です。この推力は、キッチンばかりに向かって息を吹きかけ、はかりの表示が1gになるときの息の強さと同じです。はやぶさ2は同時に3台のエンジンを動かせるので、最大で3g分の息の力を出すのと同等の推力を得られます。
  
  はかりに息を吹きかけるとわかると思いますが、地球上で前に進むのは難しそうです。
  ※宇宙空間は重力や空気の抵抗がないので、イオンエンジンのように小さな力でも、時間をかければ高速で動かすことができます。
  
  【ことばの解説】
  ・イオンエンジンのパワー(推進力)：持っているガスをどのくらいの「量」と「速さ」で噴くか、量と速さのかけ算で決まります。
  ・N(ニュートン)：力の単位です。質量1kgの物体に、1m/s2の加速度を与える「力」を指しています。
  ・加速度：物体が1秒経つごとにどれだけ進めるかというスピードの変化を表します。例えば1m/s2の場合、スタート後1秒で秒速1m、2秒後には秒速2m、3秒後には…となります。速度が上がっていく分、時間が経てば経つほど1秒あたりに進める距離はのびていくので、実際に進んでいる距離もそれに合わせてどんどん長くなるのです。
  
  【計算してみよう！】
  はやぶさ2の質量は600kgです。また、はやぶさ2は3台のイオンエンジンで加速します。600kgの物体をエンジン3台で動かす、これを200kgの物体をエンジン1台で動かすと考えましょう。エンジンの最大推力は10mNです。加速度は1/20mm/s2＝0.05mm/s2となります。
  動き始めたばかりの時にはとてもゆっくりなスピードに思えますが、イオンエンジンを噴射し続けると、1年後(31,356,000秒後)には1600m/s2まで加速度は上がっています。1秒間に1.6kmも進むスピードです(これを時速にすると5,760km/h)
  一見弱い力に思えるイオンエンジンも、ずっと噴射し続けることで速さと距離をかせぎ、広い宇宙空間を進みます。継続は力なり、なのです！

  答えの探し方

  参考図書

  吉川真 監修『はやぶさ2のすべて ミッション＆メカニカル編』（誠文堂新光社）

  webでの検索ワード

  「はやぶさ2　イオンエンジン　推進力」で検索

  質問の「どのくらいのパワー」というのは進む力(推進力)のことだと思い、このワードで検索しました。

  「N 単位　意味」で検索

  イオンエンジンの最大推力が10mNと知り、Nとは何かを知りたくて検索しました。

  「加速度とは」で検索

  Nを調べると「加速度」というわからない単語が出てきたので検索しました。

  参考ページ

  ファン！ファン！JAXA！『「はやぶさ2」主な機器 電気推進系（イオンエンジン）』

  はまぎんキッズ・サイエンスYouTubeトークイベントVol.7 「はやぶさ2の現場から」第5回「驚異の旅路を支えつづけて～イオンエンジン～」

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  星はキラキラ光って見えますが、何でできていますか。
  （質問者：はるぴょんさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…ほしこ！

  　空でキラキラ光って見える星は、ほとんどの場合が「恒星」という種類の星です。
  恒星は、みずから光り輝いている星です。ほとんどが水素というガスでできており、水素どうしが反応して大きなエネルギーが生まれています（これを核融合反応といいます）。星座をかたちづくる星や太陽が、恒星にあたります。
  
  　でも恒星は、星そのものが明るくなったり暗くなったり、キラキラまたたくわけではありません。空で星がキラキラして見えるのは、地球の大気が原因です。大気は何段もの層になっていて、気温変化など様々な原因で揺れ動いています。星の光は、揺れ動く大気の中で色々な方向に何度も曲げられながら、地上に届きます。だから、星の像も揺れて、地上から星がキラキラまたたくように見えるのです。
  
  　火星や木星、土星など、惑星も夜空に光って見えますが、恒星ほどキラキラまたたいて見えません。これは、惑星が恒星よりも「地球から距離が近い」、つまり、「恒星より大きく見えている」ことが理由です。もちろん惑星の光も、大気によって何度も曲げられています。でも、小さな点で見えている恒星よりも、私たちの目には安定して見えるのです。

  答えの探し方

  参考図書

  駒井仁奈子 著『星のきほん』（誠文堂新光社）2017/6/5

  webでの検索ワード

  「星　なにでできている」と検索すると、「星を作っている物質」が、
  「星　キラキラ　なぜ」と検索すると、「星がキラキラして見える理由」が分かるページがたくさん出てきます。

  参考ページ

  「恒星」天文学辞典

  恒星のさらに詳しいことを知りたいときは、「天文学辞典」というサイトがおすすめです。恒星には色々な種類がありますが、それぞれの特徴が種類別で詳しく書かれています。
  また、恒星の中で起きている「核融合反応」についても、詳しく書かれたページがあります。

  「星がキラキラするのはなぜ？」Kokaねっと

  星がなぜキラキラして見えるのか、とても簡潔に、かつわかりやすく解説されています。

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  宇宙はどうして青いのか？
  （質問者：イメリアさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…さくら！

  　宇宙の色について、イメリアさんは青いイメージを持っていらっしゃるみたいですね。私は黒いイメージだったので、宇宙の色は何色なのかを調べてみることにしました。
  　「宇宙」と一言でいっても、星や銀河などの天体が見えている部分と、何もないように見えている部分があります。
  　ある論文によると、地球から観測できる範囲にある銀河の光の色を混ぜ合わせるとベージュ色（コズミック・ラテという名前がついています）になるようです。
  　何もないように見えている部分は光が目に届かないので黒に見えます。
  
  【もっと詳しく！】
  　人間の目の中には、赤・青・緑の光を感じる細胞があります。これらの細胞が反応することで私たちはすべての色を区別することができます。この３色を同じ割合で混ぜると白く見えます。
  　一見白く見える光も、プリズムなどに通して色ごとに分けることで、どの色がどれくらい強いのかを知ることができます。
  　地球から観測できる20万個の銀河の光を色ごとに分けて、どの色の光がどれくらい地球に届くのかを調べ、再度それらの光の色を混ぜ合わせると、コズミック・ラテの色になるのです。
  　もしすべての色の光が同じくらい地球に届けば白になるはずですが、銀河は青よりも赤や緑の光が少し強かったようで、ベージュがかったこの色になるのです。
  
  　ただ、人類が宇宙のことでわかっているのはほんの数パーセントだけで、あとの90％以上のことはほとんどわかっていません。ダークマターやダークエネルギーといわれているもので、それらについてもっと詳しく解明できれば、もっと違う景色が見えるかもしれません。

  答えの探し方

  webでの検索ワード

  「宇宙　色」や「宇宙　何色」で検索しました。

  複数のサイトでクリーム色やベージュ色だという話が出てきていました。
  これらがすべて一つの論文からの話だとわかったのでもとになった論文を調べました。

  参考ページ

  もとになった論文

  この論文を発表した大学が論文について書いた記事

  上の記事内では青緑と紹介されていますが、実は白の基準点が異なっていたため後からベージュ色だったと訂正されています。↓

  最近NASAのサイト内でこの色のことが紹介されました。

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  ブラックホールは引力がとても強くてなんでも吸い込んじゃうとききましたが、もしも全部の星が吸い込まれてすごくおっきくてすごく強いブラックホールになったら、ずっと広がり続けている宇宙も吸い込まれていっちゃうんですか？
  （質問者：てるさん）　▼

  

  今回回答するスタッフは…まどちゃん！

  ブラックホールは「宇宙空間」そのものを吸いこむことはできません。
  しかし、長い時間をかけてたくさんのブラックホールが合体し巨大なブラックホールになり、銀河の中の星やガスなどを全て吸いこんでしまう可能性はあります。
  一方宇宙全体でみると、宇宙空間はどんどん引き伸ばされているため、吸いこまれずに漂い続ける物質も多いと考えられます。
  
  【もっと詳しく！】
  ①ブラックホールの成長
  これまでの観測結果から、大きな銀河の中心には必ず、太陽の100万から数10億倍もの質量をもつ超大質量ブラックホールがあると考えられています。また銀河の中心以外にも、太陽の10倍程度の質量をもつブラックホールが数多く存在しています。太陽系のある天の川銀河の中心にも、太陽の400万倍の質量をもつブラックホールがあります。
  最新の観測によって、ブラックホールは物を吸いこむだけでなく、ブラックホール同士が合体して大きく成長することがわかってきました。2017年にノーベル物理学賞を受賞した重力波の検出は、ブラックホールの合体をとらえたものです。超大質量ブラックホールは、星やガスだけでなく小さなブラックホールも吸い込んで成長してきたと考えられています。このようにブラックホールが長い時間をかけてどんどん合体し「すごく大きくてすごく強いブラックホール」になり、銀河にあるすべての星やガスを吸いこんでしまう、という考えを否定する証拠は、まだ見つかっていません。一方宇宙全体でみると、宇宙空間はどんどん引き伸ばされているため、吸い込まれずにそのまま漂い続ける物質が多く残ることも十分にありえることです。
  
  ②ブラックホールの大きさ
  ブラックホールの大きさは、その質量の大きさによって変わります。質量が大きいほど、大きなブラックホールになります。
  例えば太陽と同じ質量のブラックホールなら、その大きさ（光が出てこられない境界の部分の大きさ）は半径約3kmになります。これは山手線の線路より少し小さいくらいです。
  2019年に「ブラックホールの写真」が電波望遠鏡で初めて撮影され話題になりましたが、このとき撮影されたブラックホールの大きさは、半径約200億kmと言われています。太陽から海王星までの距離がおよそ50億kmなので、その4倍もの大きさです。
  
  ブラックホールに関する研究は今まさに進められているところで、日々新たな研究成果が発表されています。今回調べる中で、銀河同士が衝突すると銀河の中心にあるブラックホールの活動が穏やかになることがある、という最新の興味深い研究を発見しました。
  光さえ出てこられないブラックホール、とっても不思議ですよね。これからもぜひ注目してみてくださいね！

  答えの探し方

  webでの検索ワード

  「天文学辞典　ブラックホール」で検索

  日本天文学会が編集している「天文学辞典」というサイトを知っていたので、まずこの「ブラックホール」の項目を読もうと検索しました。

  「ブラックホール　JAXA」で検索

  「天文学辞典」には今回の質問の内容については詳しく書いていなかったので、JAXAのHPを見たらどうだろう、と検索しました。
  ISAS（宇宙科学研究所）というJAXA内の組織のキッズサイトに、ブラックホールについて説明しているページを見つけ、読んでみました。すると下のほうにブラックホールに関する質問コーナーへのリンクがあり、そこで今回と同じような質問を見つけました。

  「ブラックホール　吸い込む」で検索

  東北大学で行われたサイエンスカフェでの先生への質問のなかに、今回と似たような質問を見つけました。

  「ブラックホール　大きさ」で検索

  ブラックホールの大きさについて、補足としてのせたいと思い検索しました。すると国立天文台の研究成果のページに、超大質量ブラックホールの大きさについて書いてある記事を見つけました。

  参考ページ

  日本天文学会　天文学辞典　『ブラックホール』

  宇宙科学研究所キッズサイト　宇宙わくわく大図鑑『ブラックホール』

  宇宙科学研究所キッズサイト　みんな気になるギモンと答え『ブラックホールは何でも吸いこむと聞きましたが、いつかは宇宙のもの全部吸いこむって事もありえるんですか？』

  宇宙科学研究所キッズサイト　みんな気になるギモンと答え『ブラックホールは太陽より大きいと聞きましたが本当ですか？』

  東北大学サイエンスカフェ　リベラルアーツサロン 超巨大ブラックホールの謎（秋山正幸　東北大学大学院理学研究科教授　2017年9月29日）

  国立天文台ホームページ　ニュース：研究成果『史上初、ブラックホールの撮影に成功 ― 地球サイズの電波望遠鏡で、楕円銀河M87に潜む巨大ブラックホールに迫る』2019年4月10日

  国立天文台ホームページ　ニュース：研究成果『冬眠するブラックホール～銀河衝突がもたらす大質量ブラックホールのエネルギー源の流失～』2021年1月26日

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  音波について習いましたが、空気の無いところでは音が伝わらないと聞きました。そうすると、宇宙ステーションやスペースシャトルでは話すことはできませんか？その時、どうやってコミュニケーションをしますか？
  （質問者：しおりんさん）　▼

  

  今回、回答するスタッフは…やまさん！

  しおりんさんが習った通り、空気の無いところでは音は伝わりません。
  そして、宇宙には空気はありません。
  そうすると、宇宙にいる宇宙飛行士たちは話せないの…？って、思いますよね。
  
  でも大丈夫！ご安心ください。
  宇宙飛行士が仕事をする宇宙ステーションや、宇宙に行くまでのスペースシャトルやソユーズ、クルーズドラゴンなどの宇宙船の中は、地球上から空気を持って行っています！
  だから宇宙飛行士たちは宇宙ステーションや宇宙船の中でも話すことができるのです！
  無料の動画サイトには宇宙ステーションにいる宇宙飛行士さんからのメッセージ動画もありますので、よかったら観てみてくださいね！
  
  ここで！やまさんこそこそうわさ話！
  宇宙ステーションやスペースシャトルの中でも人間が生きられるように、中の空気は地球上と同じ１気圧に保たれているよ。
  ただ地上と違って宇宙ステーションの中は酸素を作ってくれる植物などがあるわけではないので、地上から窒素と酸素を大きな入れ物に入れておいて、それをロケットに積んで持って行っているよ！
  でも空気の中の酸素は使って無くなっちゃうので、定期的に補給船で持っていったり、水と電気を使って作ったりしているんだって。
  窒素は漏れ出て少し足りなくなってきちゃったときにだけ持っていくらしい！
  
  もっと深く知りたい！他にもこんなことが知りたい！と思ったら、ぜひまた質問箱に質問を送ってくださいね！

  答えの探し方

  webでの検索ワード

  最初に「宇宙ステーション　会話　やり方」で検索をかけましたが、しおりんさんがお求めになられていると思われる答えは見つかりませんでした。
  そこで次に「宇宙ステーション　空気」という単語で調べてみました。そうしたら下の参考ページがでてきました。

  参考ページ

  ファン！ファン！JAXA！FAQ「ISS内部の環境維持はどのように行うのですか？」

  「国際宇宙ステーションについてのよくあるご質問：酸素の供給はどのようにしておこなっているのですか？」

  「『きぼう』の室内はどうやって地球上と同じ空気組成、1気圧に保たれているのですか？」

  YouTube「若田宇宙飛行士のISSツアー 前編」

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  ブラックホールの中は吸い込まれた光が集まってすごく明るくなっているのですか？ 教えてください。
  （質問者：こうたろうさん）　▼

  

  今回、回答するスタッフは…みっきー！

  ブラックホールは光さえ引き寄せてしまうほど強い重力を持った天体です。
  ということは、こうたろうさんの言う通り、ブラックホールの内部は引き寄せられた光が集まってとんでもなく明るくなっていそうですね！
  しかしブラックホールの中が実際にどうなっているのかはわからないのです。
  その理由は２つあります。
  
  １つ目の理由は、ブラックホールの内部を調べることができないからです。
  天体の様子を調べるためには、望遠鏡を使って主にその天体から届く電磁波（光や電波など）を集め、データに変換して解析します。ところが、ブラックホールの重力によって内部に引き寄せられたこれらの電磁波は、私たちのもとに届きません。内部からの情報を手に入れることができず、どうなっているのか調べることができないのです。
  
  ２つ目の理由は、ブラックホールの中心では私たちの身の周りで起こるものごとの法則が成り立たないと考えられているからです。 宇宙には、観測機器の精度やデータの解析技術が足りないために実物を確認できていないものがたくさんあります。その場合、研究者たちはあらゆる法則を用いて「きっとこうであるはずだ！」と予想をたてて論文を発表します。ブラックホールの内部についてもいろいろな考え方が発表されていますが、その中でよく知られるのがドイツの天文学者カール・シュワルツシルトの考えた「シュワルツシルト・ブラックホール」です。シュワルツシルトはブラックホールを球体の天体として、その表面より内側に入ったものはそこから中心に向かって滝のように勢いよく落ちていき、抜け出すことができないと考えました。ただ、この滝は底無しでどこまでも落ち続けます。その落ち行く先であるブラックホールの中心は「特異点」といい、「光が集まることができるのか」や、「光が光のままであることができるのか」といった疑問に、私たちの身の周りで起こるものごとの法則では説明することができない場所になります。 こうたろうさんのように、ブラックホールの中心がどうなっているのか考えるということは、新しい物理学を開拓するきっかけになるというわけですね。
  
  ［もっとくわしく！］
  2019年に世界ではじめてブラックホールの姿が撮影されました。
  いままで“光さえ引き寄せてしまう”という性質がブラックホールの姿をとらえる邪魔をしていたのですが、研究チームは逆にその性質を利用して「ブラックホールシャドー」の撮影に成功しました。
  
  （Credit: EHT Collaboration）
  
  「ブラックホールシャドー」は、ブラックホールが引き寄せた電波を背景にして、ブラックホールを影絵のように姿をとらえたものです。
  光るリングのまん中の、黒い丸の部分がブラックホールです。（実際は黒い部分の少し内側にブラックホールの表面があります。）
  ブラックホールに引き寄せられた電波の中にはブラックホールに落ち込まず、ブラックホールの周りで大きく進路を曲げられるだけのものもあり、ブラックホールの姿を浮かびあがらせます。
  電波がドーナツ形に取り巻いているように見えますが、実際はブラックホールを包むように集まっています。
  私には、このブラックホールシャドーと電波が、イチゴ大福のように見えます。
  （大福のお餅の部分がブラックホールに引き寄せられた電波、餡が見かけ上黒く見えるところ、イチゴがブラックホールです。）半分に切ったイチゴ大福をイメージしてください！
  
  
  
  

  答えの探し方

  参考図書

  「90分でブラックホールがわかる本」（大和書房）　福江 純

  「ブラックホール天文学 (新天文学ライブラリー)」（日本評論社）　嶺重 慎

  webでの検索ワード

  最初に「ブラックホール 中　どうなっている」で検索したよ。
  次に、「ブラックホール　内部」、「ブラックホール　素粒子」で検索したよ。
  

  参考ページ

  『NHK読む子ども科学電話相談』

  『大学共同利用機関法人KEK：News@KEK ブラックホールの内部を探る』

  『国立天文台』