(57)【要約】【課題】時刻が基準時刻とずれる時空間において基準時刻を算出することができる時刻算出装置を提供する。【解決手段】固有加速度センサ１１は、基準時間を有する第１の時空間とは異なる固有時間を有する第２の時空間の物体の固有加速度ａを検出する。時間伸縮計算部３１は、固有加速度センサ１１によって検出された固有加速度ａに基づいて、第１の時空間の単位時間幅が第２の時空間において伸縮した固有単位時間幅Δｔを、第１の時空間の単位時間幅ごとに計算する。時刻補正部３２は、第１の時空間の基準時間における所定の一時点である開始基準時刻Ｔに固有単位時間幅Δｔを固有単位時間幅Δｔが計算されるごとに加算して、第１の時空間において刻まれる基準時刻Ｔ３２を計算する。【選択図】図３
2019078680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準時間を有する第１の時空間とは異なる固有時間を有する第２の時空間の物体の固有加速度と固有速度と固有重力と重力源からの距離との少なくとも１つを検出するセンサと、
前記センサによって検出されたセンサ値に基づいて、前記第１の時空間の単位時間幅が前記第２の時空間において伸縮した固有単位時間幅を、前記第１の時空間の単位時間幅ごとに計算する時間伸縮計算部と、
前記第１の時空間の基準時間における所定の一時点である開始基準時刻に前記固有単位時間幅を前記固有単位時間幅が計算されるごとに加算して、前記第１の時空間において刻まれる基準時刻を計算する時刻補正部と、
を備えることを特徴とする時刻算出装置。
【請求項２】
前記センサによって検出されたセンサ値の変化を検出するセンサ値変化検出部をさらに備え、
前記時間伸縮計算部は、前記センサ値変化検出部が前記センサ値の変化を検出したときに前記固有単位時間幅を新たに計算して前記固有単位時間幅を更新し、
前記時刻補正部は、前記時間伸縮計算部が前記固有単位時間幅を更新したときには、前記開始基準時刻または前記基準時刻に更新された前記固有単位時間幅を加算し、前記時間伸縮計算部が前記固有単位時間幅を更新しないときには、前記開始基準時刻または前記基準時刻に直前に計算された前記固有単位時間幅と同じ固有単位時間幅を加算する
ことを特徴とする請求項１に記載の時刻算出装置。
【請求項３】
基準時間を有する第１の時空間とは異なる固有時間を有する第２の時空間の物体に備えられたセンサが、前記物体の固有加速度と固有速度と固有重力と重力源からの距離との少なくとも１つを検出し、
前記物体に備えられた時間伸縮計算部が、前記センサによって検出されたセンサ値に基づいて、前記第１の時空間の単位時間幅が前記第２の時空間において伸縮した固有単位時間幅を、前記第１の時空間の単位時間幅ごとに計算し、
前記物体に備えられた時刻補正部が、前記第１の時空間の基準時間における所定の一時点である基準時刻に前記固有単位時間幅を前記固有単位時間幅が計算されるごとに加算して、前記第１の時空間において刻まれる基準時刻を計算する
ことを特徴とする時刻算出方法。
【請求項４】
基準時間を有する第１の時空間とは異なる固有時間を有する第２の時空間の複数の物体それぞれで生成されたデータと、前記第１の時空間において刻まれる基準時刻とを対応させた基準時刻対応付けデータを受信するデータ受信部と、
前記基準時刻対応付けデータを記憶するデータ記憶部と、
を備えることを特徴とするデータベース装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、宇宙空間を航行する宇宙船のように、加速度、速度、重力のうちの少なくとも１つにより時刻が例えば地球上の時刻である基準時刻とずれる時空間において、基準時刻を算出する時刻算出装置及び時刻算出方法に関する。また、本発明は、互いに異なる時刻を有する複数の時空間で生成されたデータを収集するデータベース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般相対性理論または特殊相対性理論に基づき、例えば宇宙船が宇宙空間を航行するときの加速度、速度、重力のうちの少なくとも１つにより時刻が地球上の時刻である基準時刻とずれる（遅くなる）ことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１５３２５０号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】https://futurism.com/how-do-scientists-find-directions-in-space/
【非特許文献２】https://physics.aps.org/articles/v8/1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
時刻が基準時刻とずれる時空間において、基準時刻を確認できることが望まれる。しかしながら、従来、基準時刻を算出する具体的な手法は提案されていない。
【０００６】
現在、地球上では、インターネット上のクラウドサービスまたはＭ２Ｍ（Machine to Machine）によって各種のデータがやりとりされている。地球上でのデータのやりとりでは時刻が共有されているため、特に不具合が発生することはない。しかしながら、互いに異なる時刻を有する複数の時空間で生成されたデータをやりとりするとき、時刻が共有されていないため、複数の時空間それぞれの機器を同期させることができない等の不具合が発生する。
【０００７】
本発明は、時刻が基準時刻とずれる時空間において基準時刻を算出することができる時刻算出装置及び時刻算出方法を提供することを目的とする。また、互いに異なる時刻を有する複数の時空間で生成されたデータを、時刻を共有した状態で収集することができるデータベース装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基準時間を有する第１の時空間とは異なる固有時間を有する第２の時空間の物体の固有加速度と固有速度と固有重力と重力源からの距離との少なくとも１つを検出するセンサと、前記センサによって検出されたセンサ値に基づいて、前記第１の時空間の単位時間幅が前記第２の時空間において伸縮した固有単位時間幅を、前記第１の時空間の単位時間幅ごとに計算する時間伸縮計算部と、前記第１の時空間の基準時間における所定の一時点である開始基準時刻に前記固有単位時間幅を前記固有単位時間幅が計算されるごとに加算して、前記第１の時空間において刻まれる基準時刻を計算する時刻補正部とを備えることを特徴とする時刻算出装置を提供する。
【０００９】
本発明は、基準時間を有する第１の時空間とは異なる固有時間を有する第２の時空間の物体に備えられたセンサが、前記物体の固有加速度と固有速度と固有重力と重力源からの距離との少なくとも１つを検出し、前記物体に備えられた時間伸縮計算部が、前記センサによって検出されたセンサ値に基づいて、前記第１の時空間の単位時間幅が前記第２の時空間において伸縮した固有単位時間幅を、前記第１の時空間の単位時間幅ごとに計算し、前記物体に備えられた時刻補正部が、前記第１の時空間の基準時間における所定の一時点である基準時刻に前記固有単位時間幅を前記固有単位時間幅が計算されるごとに加算して、前記第１の時空間において刻まれる基準時刻を計算することを特徴とする時刻算出方法を提供する。
【００１０】
本発明は、基準時間を有する第１の時空間とは異なる固有時間を有する第２の時空間の複数の物体それぞれで生成されたデータと、前記第１の時空間において刻まれる基準時刻とを対応させた基準時刻対応付けデータを受信するデータ受信部と、前記基準時刻対応付けデータを記憶するデータ記憶部とを備えることを特徴とするデータベース装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の時刻算出装置及び時刻算出方法によれば、時刻が基準時刻とずれる時空間において基準時刻を算出することができる。本発明のデータベース装置によれば、互いに異なる時刻を有する複数の時空間で生成されたデータを、時刻を共有した状態で収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】宇宙船が地球より宇宙空間に向けて発射される状態を示す概念図である。
【図２】宇宙船の発射から帰還までの行程における速度の変化の一例を示す図である。
【図３】第１実施形態の時刻算出装置を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態の時刻算出方法を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態の時刻算出装置を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態の時刻算出方法を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態の時刻算出装置を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態の時刻算出方法を示すフローチャートである。
【図９】第４実施形態の時刻算出装置を示すブロック図である。
【図１０】第４実施形態の時刻算出方法を示すフローチャートである。
【図１１】第５実施形態の時刻算出装置を示すブロック図である。
【図１２】第５実施形態の時刻算出方法を示すフローチャートである。
【図１３】第６実施形態の時刻算出装置を示すブロック図である。
【図１４】第６実施形態の時刻算出方法を示すフローチャートである。
【図１５】第７〜第９実施形態のデータベース装置を示すブロック図である。
【図１６】第７実施形態のデータベース装置の設置場所を示す図である。
【図１７】第８実施形態のデータベース装置の設置場所を示す図である。
【図１８】第９実施形態のデータベース装置の設置場所を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、各実施形態の時刻算出装置、時刻算出方法、及びデータベース装置について、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
まず、図１及び図２を用いて、宇宙船が宇宙空間を航行するときの宇宙船内の時刻が地球上の基準時刻より遅れることについて説明する。図１に示すように、宇宙船１２０は、地球１００より宇宙空間に向けて発射される。図２に示すように、宇宙船１２０は、２０１７年１月１日に地球１００上の出発地より発射され、目的地に到着後、２０２３年１月１日に地球１００上の帰着地に帰還するとする。
【００１５】
区間１において、宇宙船１２０は、静止した状態から一定の加速度で、慣性系（Ｋ系）である地球１００から見た時間（基準時間）で１年間をかけて光速ｃの９０％の速度（０．９ｃ）まで加速する。区間２において、宇宙船１２０は、１年間、速度０．９ｃで等速直線運動する。区間３において、宇宙船１２０は、１年間をかけて減速して目的地に到着して静止する。
【００１６】
区間４において、宇宙船１２０は、静止した状態から一定の加速度で、地球１００に向けて速度０．９ｃまで加速する。区間５において、宇宙船１２０は、１年間、速度０．９ｃで等速直線運動する。区間６において、宇宙船１２０は、１年間をかけて減速して地球１００に到着して静止する。
【００１７】
宇宙船１２０内で経過する時間を固有時間と称すると、加速と減速の物理現象の対称性から区間１、３、４、６における固有時間は等しい。そこで、区間１のみについて検討すると、区間１の固有時間Ｔ１は式（１）で算出することができる。式（１）におけるＡは地球１００での基準時間であり、ここでは１年間である。式（１）におけるａは宇宙船１２０の固有加速度、ｃは光速（299792.458km/h）であり、arcsinhは式（２）で定義される。
【００１８】
T1=(c/a)arcsinh(aA/c)    …（１）
【００１９】
【数１】
2019078680.tif 000003
【００２０】
固有加速度ａと、時間Ａと、宇宙船１２０の速度ｖとは式（３）の関係を有する。
【００２１】
【数２】
2019078680.tif 000004
【００２２】
式（３）より、宇宙船１２０の固有加速度ａは１９．６２４ｍ／ｓと計算される。よって、区間１における宇宙船１２０の固有時間Ｔ１は、２．２５×１０７秒となる。
【００２３】
区間２及び５における固有時間は等しいので、区間２のみについて検討すると、区間２の固有時間Ｔ２は式（４）で算出することができる。式（４）におけるＴは地球１００での基準時間であり、ここでは１年間である。
【００２４】
【数３】
2019078680.tif 000005
【００２５】
式（４）より、区間２における宇宙船１２０の固有時間Ｔ２は、１．３８×１０７秒となる。
【００２６】
以上より、区間１〜６の全ての宇宙船１２０の固有時間を足し合わせると、宇宙船１２０内の時計は、地球１００に到着した時点で２０２０年９月２２日を表すことになる。地球１００での基準時間は２０２３年１月１日であるから、２年３か月以上ずれる。
【００２７】
宇宙船１２０の乗員は、地球１００上の基準時刻を確認できることが望ましい。以下詳述する第１〜第６実施形態は時刻算出装置及び時刻算出方法に関する。第１〜第６実施形態の時刻算出装置及び時刻算出方法は、宇宙空間を航行する宇宙船１２０のように基準時刻とずれた固有時刻を有する時空間において基準時刻を算出し、乗員が確認できるように構成されている。
【００２８】
＜第１実施形態の時刻算出装置及び時刻算出方法＞
図３に示す第１実施形態の時刻算出装置は、宇宙船１２０内に設けられている。時刻算出装置は、乗員が腕に装着する腕時計のような身に着ける時計として構成されていてもよい。
【００２９】
図３において、固有加速度センサ１１は、宇宙船１２０が航行するときの固有加速度ａを検出して、検出した固有加速度ａを中央処理装置（ＣＰＵ）３０内の時間伸縮計算部３１に供給する。ＣＰＵ３０は、時間伸縮計算部３１、時刻補正部３２、表示制御部３３を備える。時間伸縮計算部３１、時刻補正部３２、表示制御部３３は、ＣＰＵ３０が記憶部４０に記憶されているソフトウェア（コンピュータプログラム）を実行することによって機能的に構成することができる。
【００３０】
基準時刻時計２１は、基準時間を有する第１の時空間である地球１００上の基準時刻Ｔを時刻補正部３２に供給する。固有時刻時計２２は、宇宙船１２０内での固有時刻を表示制御部３３に供給する。宇宙船１２０は、第１の時空間とは異なる固有時間を有する第２の時空間の物体の一例である。ここでは、基準時刻時計２１と固有時刻時計２２とを別々に図示しているが、実際には１つの時計２０で構成することができる。
【００３１】
宇宙船１２０が地球１００より宇宙空間に向けて発射される瞬間には、時計２０は基準時刻Ｔを刻んでいるから、時計２０は基準時刻Ｔを時刻補正部３２に供給することができる。宇宙船１２０が発射される瞬間までは、時計２０は基準時刻時計２１として動作している。宇宙船１２０が発射された後、宇宙船１２０が加速することによって時計２０は基準時刻とずれた固有時刻を刻むので、時計２０は固有時刻時計２２として動作することになる。
【００３２】
特殊相対性理論に基づき、時間伸縮計算部３１は、基準時間を有する地点から見た固有単位時間幅Δｔを式（５）に基づいて計算する。固有単位時間幅Δｔは、第１の時空間の単位時間幅が第２の時空間において伸縮した単位時間幅である。式（５）におけるΔＴは基準時間における単位時間幅であり、ここでは１秒であるとする。高精度とするために単位時間幅を１μ秒としてもよい。時間伸縮計算部３１は、基準時間における単位時間幅ΔＴごとに固有単位時間幅Δｔを計算して、時刻補正部３２に供給する。単位時間幅ΔＴは例えばセシウム１３３原子時計を用いて決めることができる。
【００３３】
Δt =(c/a)arcsinh(aΔT/c)    …（５）
【００３４】
時刻補正部３２は、宇宙船１２０が発射される瞬間に時計２０（基準時刻時計２１）より供給された、基準時間における所定の一時点である基準時刻Ｔに、単位時間幅ΔＴごとに計算された固有単位時間幅Δｔを加算する。時刻補正部３２に供給される基準時刻Ｔを開始基準時刻Ｔと称することとする。時刻補正部３２が開始基準時刻Ｔに固有単位時間幅Δｔを順に加算していく時刻を時刻Ｔ３２とする。
【００３５】
特殊相対性理論に基づき、固有加速度ａが大きくなるほど宇宙船１２０内で経過する固有時間は遅くなる。一方で、式（５）で計算される固有単位時間幅Δｔは単位時間幅ΔＴよりも短くなる。即ち、時刻補正部３２によって計算された時刻Ｔ３２は、地球１００上で単位時間幅ΔＴごとに刻まれる基準時刻を示すことになる。時刻補正部３２より出力される時刻を基準時刻Ｔ３２とする。
【００３６】
固有時刻時計２２は、例えばセシウム１３３原子時計を用いて単位時間幅ΔＴごとに時刻を刻んでいく。固有時刻時計２２が単位時間幅ΔＴごとに刻む時刻をｔ２２とすると、時刻ｔ２２は基準時刻よりも遅れた宇宙船１２０内での固有時刻となる。固有時刻時計２２より出力される時刻を固有時刻ｔ２２とする。
【００３７】
表示制御部３３は、操作部５０による指示に基づいて、基準時刻Ｔ３２または固有時刻ｔ２２を表示部６０に表示する。表示制御部３３は、表示部６０に基準時刻Ｔ３２と固有時刻ｔ２２とを選択的に表示してもよいし、表示部６０に基準時刻Ｔ３２と固有時刻ｔ２２とを同時に表示してもよい。表示制御部３３は、通常は固有時刻ｔ２２を表示して、操作部５０による指示がなされたときに固有時刻ｔ２２の代わりに基準時刻Ｔ３２を表示してもよい。
【００３８】
図４に示すフローチャートを用いて、図３に示す時刻算出装置で実行される第１実施形態の時刻算出方法を説明する。図４において、ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ１１にて、基準時間を有する時空間の開始基準時刻Ｔを初期設定する。ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ１２にて、固有加速度センサ１１が検出した固有加速度ａを取り込む。ＣＰＵ３０は固有加速度ａを継続的に取り込む。
【００３９】
ステップＳ１１とステップＳ１２とは同時に実行されてもよいし、順番が逆であってもよい。
【００４０】
ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ１３にて、固有単位時間幅Δｔを式（５）に基づいて算出する。ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ１４にて、基準時間を有する時空間の基準時刻Ｔ３２をＴ＝Ｔ＋Δｔに基づいて算出する。開始基準時刻Ｔに固有単位時間幅Δｔが加算された以降の時刻Ｔは計算された基準時刻Ｔ３２となる。
【００４１】
ＣＰＵ３０（表示制御部３３）は、ステップＳ１５にて、時刻表示が指示されたか否かを判定する。時刻表示が指示されなければ（NO）、ＣＰＵ３０は処理をステップＳ１３に戻す。時刻表示が指示されれば（YES）、ＣＰＵ３０（表示制御部３３）は、ステップＳ１６にて、基準時刻Ｔ３２または固有時刻ｔ２２を表示部６０に表示して、処理をステップＳ１３に戻す。
【００４２】
＜第２実施形態の時刻算出装置及び時刻算出方法＞
図５において、図３と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。第２実施形態の時刻算出装置は、固有加速度センサ１１の代わりに固有速度センサ１２を備える。固有速度センサ１２は宇宙船１２０が航行するときの固有速度ｖを検出して、検出した固有速度ｖを時間伸縮計算部３１に供給する。
【００４３】
特殊相対性理論に基づき、時間伸縮計算部３１は、基準時間を有する地点から見た固有単位時間幅Δｔを式（６）に基づいて計算する。
【００４４】
【数４】
2019078680.tif 000006
【００４５】
時刻補正部３２は、開始基準時刻Ｔに、単位時間幅ΔＴごとに計算された固有単位時間幅Δｔを加算して、基準時刻Ｔ３２を算出する。
【００４６】
図６に示すフローチャートを用いて、図５に示す時刻算出装置で実行される第２実施形態の時刻算出方法を説明する。図６において、ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ２１にて、基準時間を有する時空間の開始基準時刻Ｔを初期設定する。ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ２２にて、固有速度センサ１２が検出した固有速度ｖを取り込む。ＣＰＵ３０は固有速度ｖを継続的に取り込む。
【００４７】
ステップＳ２１とステップＳ２２とは同時に実行されてもよいし、順番が逆であってもよい。
【００４８】
ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ２３にて、固有単位時間幅Δｔを式（６）に基づいて算出する。ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ２４にて、基準時間を有する時空間の基準時刻Ｔ３２をＴ＝Ｔ＋Δｔに基づいて算出する。
【００４９】
ＣＰＵ３０（表示制御部３３）は、ステップＳ２５にて、時刻表示が指示されたか否かを判定する。時刻表示が指示されなければ（NO）、ＣＰＵ３０は処理をステップＳ２３に戻す。時刻表示が指示されれば（YES）、ＣＰＵ３０（表示制御部３３）は、ステップＳ２６にて、基準時刻Ｔ３２または固有時刻ｔ２２を表示部６０に表示して、処理をステップＳ２３に戻す。
【００５０】
＜第３実施形態の時刻算出装置及び時刻算出方法＞
図７において、図３と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。第３実施形態の時刻算出装置は、固有加速度センサ１１の代わりに重力源からの距離センサ１３を備える。基準となる時空間を地球１００の表面（ジオイド表面）とすれば、地球１００のみを重力源とみなすことができる。宇宙船１２０が地球１００より宇宙空間に向けて発射されて宇宙空間を航行すると、重力源である地球１００から宇宙船１２０までの距離が変化する。
【００５１】
地球１００が重力源であるとき、重力源からの距離は、地球１００の半径に宇宙船１２０の高度を加えた距離となる。距離センサ１３は、固有時空間における宇宙船１２０の重力源からの距離ｒａを検出して、検出した距離ｒａを時間伸縮計算部３１に供給する。
【００５２】
一般相対性理論に基づき、時間伸縮計算部３１は、基準時間を有する地点から見た固有単位時間幅Δｔを式（７）に基づいて計算する。式（７）において、Ｒは重力源のシュワルツシルト半径、ｒ０は基準時間を有する時空間の重力源からの距離である。
【００５３】
【数５】
2019078680.tif 000007
【００５４】
シュワルツシルト半径は2GM/c2で計算することができる。Ｇは万有引力定数6.67438×10-11、Ｍは重力源の質量である。例えば、地球１００の質量は5.974×1024kgであるので、シュワルツシルト半径は8.9mmとなる。
【００５５】
時刻補正部３２は、開始基準時刻Ｔに、単位時間幅ΔＴごとに計算された固有単位時間幅Δｔを加算して、基準時刻Ｔ３２を算出する。
【００５６】
図８に示すフローチャートを用いて、図７に示す時刻算出装置で実行される第３実施形態の時刻算出方法を説明する。図８において、ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ３１にて、基準時間を有する時空間の開始基準時刻Ｔを初期設定する。また、ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ３１にて、重力源からの距離ｒ０を設定する。
【００５７】
ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ３２にて、距離センサ１３が検出した重力源からの距離ｒａを取り込む。ＣＰＵ３０は距離ｒａを継続的に取り込む。
【００５８】
ステップＳ３１とステップＳ３２とは同時に実行されてもよいし、順番が逆であってもよい。
【００５９】
ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ３３にて、固有単位時間幅Δｔを式（７）に基づいて算出する。ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ３４にて、基準時間を有する時空間の基準時刻Ｔ３２をＴ＝Ｔ＋Δｔに基づいて算出する。
【００６０】
ＣＰＵ３０（表示制御部３３）は、ステップＳ３５にて、時刻表示が指示されたか否かを判定する。時刻表示が指示されなければ（NO）、ＣＰＵ３０は処理をステップＳ３３に戻す。時刻表示が指示されれば（YES）、ＣＰＵ３０（表示制御部３３）は、ステップＳ３６にて、基準時刻Ｔ３２または固有時刻ｔ２２を表示部６０に表示して、処理をステップＳ３３に戻す。
【００６１】
第３実施形態において、地球１００と月と太陽を重力源として、これらの重力源の影響を加算することにより、基準時刻Ｔ３２の精度を向上させることも可能である。また、地球１００と宇宙船１２０とに対する太陽からの重力をほぼ同じとみなすことができる。この場合、太陽からの重力による時空の歪みが固定されるので太陽については特殊相対性理論のみを考慮し、地球１００及び月については地球１００と月との間の重力を一般相対性理論で考慮すればよいため、計算が簡略化される。
【００６２】
第３実施形態において、重力源からの距離を、宇宙空間における位置（固有位置）とすることができる。非特許文献１に記載されているように、宇宙空間における測位システムが検討されている。宇宙空間における測位システムを用いれば、宇宙空間における固有位置に基づいて基準時刻Ｔ３２を算出することができる。
【００６３】
＜第４実施形態の時刻算出装置及び時刻算出方法＞
図９において、図３と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。第４実施形態の時刻算出装置は、固有加速度センサ１１の代わりに宇宙船１２０の重力ｇを検出する固有重力センサ１４を備える。固有重力センサ１４は検出した宇宙船１２０の重力ｇを時間伸縮計算部３１に供給する。
【００６４】
固有重力センサ１４としては、一例として、非特許文献２に記載されている技術を採用することができる。
【００６５】
一般相対性理論に基づき、時間伸縮計算部３１は、基準時間を有する地点から見た固有単位時間幅Δｔを式（８）に基づいて計算する。
【００６６】
【数６】
2019078680.tif 000008
【００６７】
時刻補正部３２は、開始基準時刻Ｔに、単位時間幅ΔＴごとに計算された固有単位時間幅Δｔを加算して、基準時刻Ｔ３２を算出する。
【００６８】
図１０に示すフローチャートを用いて、図９に示す時刻算出装置で実行される第４実施形態の時刻算出方法を説明する。図１０において、ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ４１にて、基準時間を有する時空間の開始基準時刻Ｔを初期設定する。ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ４２にて、固有重力センサ１４が検出した重力ｇを取り込む。ＣＰＵ３０は重力ｇを継続的に取り込む。
【００６９】
ステップＳ４１とステップＳ４２とは同時に実行されてもよいし、順番が逆であってもよい。
【００７０】
ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ４３にて、固有単位時間幅Δｔを式（８）に基づいて算出する。ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ４４にて、基準時間を有する時空間の基準時刻Ｔ３２をＴ＝Ｔ＋Δｔに基づいて算出する。
【００７１】
ＣＰＵ３０（表示制御部３３）は、ステップＳ４５にて、時刻表示が指示されたか否かを判定する。時刻表示が指示されなければ（NO）、ＣＰＵ３０は処理をステップＳ４３に戻す。時刻表示が指示されれば（YES）、ＣＰＵ３０（表示制御部３３）は、ステップＳ４６にて、基準時刻Ｔ３２または固有時刻ｔ２２を表示部６０に表示して、処理をステップＳ４３に戻す。
【００７２】
＜第５実施形態の時刻算出装置及び時刻算出方法＞
図１１において、図３、図５、図９と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。第５実施形態の時刻算出装置は、固有加速度センサ１１と固有速度センサ１２と固有重力センサ１４とを備える。固有加速度センサ１１、固有速度センサ１２、固有重力センサ１４は、それぞれ、検出した宇宙船１２０の固有加速度ａ、固有速度ｖ、重力ｇを時間伸縮計算部３１に供給する。
【００７３】
時間伸縮計算部３１が式（５）に基づいて計算する固有単位時間幅ΔｔをΔｔ１１、式（６）に基づいて計算する固有単位時間幅ΔｔをΔｔ１２、式（８）に基づいて計算する固有単位時間幅ΔｔをΔｔ１４とする。時間伸縮計算部３１は、単位時間幅ΔＴ、固有単位時間幅Δｔ１１、Δｔ１２、Δｔ１４を時刻補正部３２に供給する。時刻補正部３２は基準時刻Ｔ３２を式（９）に基づいて算出する。
【００７４】
T=T+ΔT+(Δt11-ΔT)+(Δt12-ΔT)+(Δt14-ΔT)    …（９）
【００７５】
図１２に示すフローチャートを用いて、図１１に示す時刻算出装置で実行される第５実施形態の時刻算出方法を説明する。図１２において、ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ５１にて、基準時間を有する時空間の開始基準時刻Ｔを初期設定する。ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ５２にて、固有加速度ａ、固有速度ｖ、重力ｇを取り込む。ＣＰＵ３０は固有加速度ａ、固有速度ｖ、重力ｇを継続的に取り込む。
【００７６】
ステップＳ５１とステップＳ５２とは同時に実行されてもよいし、順番が逆であってもよい。
【００７７】
ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ５３にて、固有単位時間幅Δｔを式（５）、式（６）、式（８）の各式に基づいて算出する。ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ５４にて、基準時間を有する時空間の基準時刻Ｔ３２を式（９）に基づいて算出する。
【００７８】
ＣＰＵ３０（表示制御部３３）は、ステップＳ５５にて、時刻表示が指示されたか否かを判定する。時刻表示が指示されなければ（NO）、ＣＰＵ３０は処理をステップＳ５３に戻す。時刻表示が指示されれば（YES）、ＣＰＵ３０（表示制御部３３）は、ステップＳ５６にて、基準時刻Ｔ３２または固有時刻ｔ２２を表示部６０に表示して、処理をステップＳ５３に戻す。
【００７９】
第５実施形態の時刻算出装置及び時刻算出方法によれば、基準時刻Ｔ３２を第１、第２、第４実施形態よりも正確に算出することができる。図１１では時刻算出装置は固有加速度センサ１１と固有速度センサ１２と固有重力センサ１４とを備えるが、固有重力センサ１４を省略して、固有加速度センサ１１と固有速度センサ１２を備える構成としてもよい。
【００８０】
＜第６実施形態の時刻算出装置及び時刻算出方法＞
図１３において、図１１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。ＣＰＵ３０は、固有加速度センサ１１が検出する固有加速度ａ、固有速度センサ１２が検出する固有速度ｖ、固有重力センサ１４が検出する重力ｇの変化を検出するセンサ値変化検出部３４を備える。
【００８１】
センサ値変化検出部３４は、固有加速度ａ、固有速度ｖ、重力ｇのうち、変化したセンサ値を時間伸縮計算部３１に供給する。時間伸縮計算部３１は、固有加速度ａが変化したら式（５）に基づいて固有単位時間幅Δｔ１１を計算し、固有速度ｖが変化したら式（６）に基づいて固有単位時間幅Δｔ１２を計算し、重力ｇが変化したら式（８）に基づいて固有単位時間幅Δｔ１４を計算する。
【００８２】
時間伸縮計算部３１は、単位時間幅ΔＴごとに、固有加速度ａが変化しなければ同じ固有単位時間幅Δｔ１１を時刻補正部３２に供給し、固有加速度ａが変化したら新たに計算された固有単位時間幅Δｔ１１を時刻補正部３２に供給する。即ち、固有単位時間幅Δｔ１１は、固有加速度ａが変化したら更新される。
【００８３】
時間伸縮計算部３１は、単位時間幅ΔＴごとに、固有速度ｖが変化しなければ同じ固有単位時間幅Δｔ１２を時刻補正部３２に供給し、固有速度ｖが変化したら新たに計算された固有単位時間幅Δｔ１２を時刻補正部３２に供給する。即ち、固有単位時間幅Δｔ１２は、固有速度ｖが変化したら更新される。
【００８４】
時間伸縮計算部３１は、単位時間幅ΔＴごとに、重力ｇが変化しなければ同じ固有単位時間幅Δｔ１４を時刻補正部３２に供給し、重力ｇが変化したら新たに計算された固有単位時間幅Δｔ１４を時刻補正部３２に供給する。即ち、固有単位時間幅Δｔ１４は、重力ｇが変化したら更新される。
【００８５】
時刻補正部３２は、時間伸縮計算部３１が固有単位時間幅（Δｔ１１、Δｔ１２、またはΔｔ１４）を新たに計算して固有単位時間幅を更新したときには、開始基準時刻Ｔまたは基準時刻Ｔ３２に更新された固有単位時間幅を加算する。時刻補正部３２は、時間伸縮計算部３１が固有単位時間幅を更新しないときには、開始基準時刻Ｔまたは基準時刻Ｔ３２に直前に計算された固有単位時間幅と同じ固有単位時間幅を加算する。
【００８６】
図１４に示すフローチャートを用いて、図１３に示す時刻算出装置で実行される第６実施形態の時刻算出方法を説明する。図１４において、ＣＰＵ３０（時刻補正部３２）は、ステップＳ６１にて、基準時間を有する時空間の開始基準時刻Ｔを初期設定する。ＣＰＵ３０（センサ値変化検出部３４）は、ステップＳ６２にて、センサ値が変化したか否かを判定する。
【００８７】
センサ値が変化すれば（YES）、ＣＰＵ３０（時間伸縮計算部３１）は、ステップＳ６３にて、固有加速度ａ、固有速度ｖ、重力ｇのうち変化したセンサ値を取り込む。ステップＳ６４〜Ｓ６７は、図１２のステップＳ５３〜５６と同様である。
【００８８】
ステップＳ６２にてセンサ値が変化しなければ（NO）、ＣＰＵ３０は、処理をステップＳ６５に移行させる。
【００８９】
第６実施形態の時刻算出装置及び時刻算出方法においては、時間伸縮計算部３１は固有加速度ａ、固有速度ｖ、重力ｇのうち変化したセンサ値のみを対象として固有単位時間幅Δｔを更新すればよい。従って、第６実施形態の時刻算出装置及び時刻算出方法よれば、ＣＰＵ３０における処理を簡略化でき、消費電力を低減させることができる。
【００９０】
センサ値変化検出部３４を備える構成は、固有加速度センサ１１、固有速度センサ１２、固有重力センサ１４の全てを備える構成に限定されない。図３に示す固有加速度センサ１１のみを備える時刻算出装置が、固有加速度ａの変化を検出するセンサ値変化検出部３４を備えてもよい。図５に示す固有速度センサ１２のみを備える時刻算出装置が、固有速度ｖの変化を検出するセンサ値変化検出部３４を備えてもよい。図９に示す固有重力センサ１４のみを備える時刻算出装置が、重力ｇの変化を検出するセンサ値変化検出部３４を備えてもよい。
【００９１】
次に詳述する第７〜第９実施形態はデータベース装置に関する。図１５は、第７〜第９実施形態で共通のデータベース装置５００を示している。図１６〜図１８に示すように、図１５に示す宇宙船１２１〜１２４は宇宙船１２０と同様に宇宙空間を航行する。代表して宇宙船１２１の内部構成を示すように、宇宙船１２１〜１２４は、データ生成部１３１、基準時刻算出部１３２、データ記憶部１３３、データ送信部１３４を備える。
【００９２】
データ生成部１３１は、宇宙船１２１〜１２４それぞれが任意のデータを生成する。データは宇宙船１２１〜１２４自体に関するデータであってもよいし、宇宙船１２１〜１２４それぞれが観測した宇宙に関するデータであってもよい。データは宇宙船１２１〜１２４それぞれに搭乗している乗員の心拍数等の乗員に関するデータであってもよい。
【００９３】
基準時刻算出部１３２は、固有加速度センサ１１、固有速度センサ１２、距離センサ１３、固有重力センサ１４のうちの少なくとも１つと、基準時刻時計２１と、時間伸縮計算部３１と、時刻補正部３２とを含む。基準時刻算出部１３２は、第１〜第６実施形態で説明したように、基準時間を有する時空間の基準時刻を算出する。
【００９４】
データ記憶部１３３は、データ生成部１３１が生成したデータと基準時刻算出部１３２が算出した基準時刻とを対応させて記憶する。データ送信部１３４は、データ記憶部１３３より読み出された基準時刻対応付けデータをデータベース装置５００へと無線送信する。
【００９５】
データベース装置５００は、データ受信部５０１と、データ記憶部５０２とを備える。データ受信部５０１は宇宙船１２１〜１２４より送信された基準時刻対応付けデータを受信し、データ記憶部５０２は基準時刻対応付けデータを記憶する。
【００９６】
宇宙船１２１〜１２４におけるそれぞれの固有時間は異なるものの、宇宙船１２１〜１２４内でそれぞれのデータに基準時刻算出部１３２によって算出された基準時刻が対応付けられている。従って、データ記憶部５０２には基準時刻で時刻情報が統一されたデータが記憶される。
【００９７】
＜第７実施形態のデータベース装置＞
図１６は、地球１００、月２００、太陽３００を含む宇宙空間を、宇宙船１２１〜１２４が航行している状態を示している。第７実施形態においては、データベース装置５００は、地球１００のジオイド表面に設置されている。この場合、基準時間は地球１００での基準時間である。地球１００を基準時間を有する第１の時空間とすれば、宇宙船１２１〜１２４は第１の時空間とは異なる第２の時空間を有する物体である。但し、宇宙船１２１〜１２４におけるそれぞれの時空間は異なる。
【００９８】
＜第８実施形態のデータベース装置＞
図１７は、データベース装置５００が宇宙空間に位置している宇宙ステーション４００に設置されている。宇宙ステーション４００が例えば地球１００を周回している。この場合、基準時刻対応付けデータにおける基準時刻は、宇宙ステーション４００での固有時刻である。図１７では、データベース装置５００が第１の時空間を有し、宇宙船１２１〜１２４が第２の時空間を有する。但し、宇宙船１２１〜１２４におけるそれぞれの時空間は異なる。
【００９９】
＜第９実施形態のデータベース装置＞
図１８は、図１７に示す宇宙ステーション４００が移動している状態を示している。この場合、宇宙ステーション４００が移動していることから、図１７における宇宙ステーション４００での固有時刻を、固有加速度ａ、固有速度ｖ、重力源からの距離（または宇宙空間における固有位置）、重力ｇのうちの少なくとも１つに基づいて求め、その固有時刻を基準時刻とすればよい。
【０１００】
第７〜第９実施形態はデータベース装置によれば、互いに異なる時刻を有する複数の時空間で生成されたデータを、時刻を共有した状態で収集することができる。よって、宇宙空間においてクラウドサービスまたはＭ２Ｍによって各種のデータがやりとりされても、時刻が共有されていないことによって起こり得る不具合が発生することがない。
【０１０１】
本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１１  固有加速度センサ
１２  固有速度センサ
１３  距離センサ
１４  固有重力センサ
２０  時計
２１  基準時刻時計
２２  固有時刻時計
３０  中央処理装置
３１  時間伸縮計算部
３２  時刻補正部
３３  表示制御部
３４  センサ値変化検出部
４０  記憶部
５０  操作部
６０  表示部
５００  データベース装置
５０１  データ受信部
５０２  データ記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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