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カテゴリー: 宇宙

銀河の片隅で科学夜話

カテゴリー:宇宙

(霧山昴)
著者 全 卓樹 、 出版 朝日出版社
コロナ・ウィルスのせいで、毎日、気が滅入ってしまいそうですが、そんなときには、宇宙のスケールで考えてみるのもいいことですよね。
1日の長さは、1年に、0.000017秒ずつ伸びている。0がコンマの下に4つ並んでいます。
3億5千万年前は1年は385日だった。このとき1日は23時間。6億年前は1日が22時間、9億年前だと20時間しかなかった。
今から500億年すると、地球がまだあるとして、1日の長さは今の45日になってしまう。
もちろん、そんなころには、あなたも私も星のくずの彼方を原子にでもなって浮遊しているだけなんでしょうが…。
天の川銀河の中心には太陽を2千の2千倍、400万倍集めて、極限まで縮めたような、想像を絶する怪物、超巨大ブラックホールが鎮座している。あらゆる存在の中心に暗黒が棲んでいるのだ。しかも、この暗黒はただの虚無ではない。なんともはや、想像を絶する世界です。
宇宙飛行の費用は、今のところ、1回68億円。10年後には20億円にまで下がる見込み。いやはや、そんな大金を出せる超大金持ちが世界にも日本にもいるというのが信じられません。
この本は東大のなかでも難関で天才たちの集まるところと言われる理物(りぶつ。理学部物理学科)卒の著者が縦横無尽に語っているのですが、最後に紹介されるアリの話にもっとも心打たれました。なんと、奴隷になったアリたちも反乱をすることがあるというのです。
アリも人間と同じく、自由を愛し、そのために命さえ投げ出すのだ。
こんなことを知ることができるのも多読しているからのことです。なので、本読みはやめられません…。
(2020年4月刊。1600円+税)

宇宙は無限か有限か

カテゴリー:宇宙

(霧山昴)
著者  松原隆彦 、 出版  光文社新書
 宇宙って広いんだから無限に決まってるだろ…。私の直観です。でも、そうすると大変なことになると著者は脅します。いえ、説明します。
 無限に宇宙が続くとすると、空間が無限に広いことになる。もし無限に広い宇宙が私たちのまわりと同じように続いているとしたら、その中にある星や銀河の数も無限個ということ、星のまわりに惑星が回っているのはありふれたことなので、惑星の数も無限個となる。その中には、地球のような惑星があるだろう。つまり、星や惑星が無限個あれば、どこかに必ず地球とまったく同じ環境になっていると確認される惑星があるはずだ。そこに生命が誕生している確率はゼロではない。どんなに小さな確率でも、そこに無限をかけあわせれば、無限になる。宇宙人の住む惑星が無限個あるならば、その中には地球とほとんど同じような惑星も無限個あり、人間と同じような姿形をした宇宙人がどこかにいるだろう。そんな確率はとんでもなく小さいだろうが、無限の宇宙では、どんなに小さな可能性でも必ず起きる。つまり、第2、第3の地球がいくらでもあるのだ。
なんだか怖い話になってきましたね…。
本当に宇宙が無限に続いているとすると、このほかにも奇妙な宇宙像に導かれてしまいます。つまり、「無限」という言葉は「無知」と隣り合わせなのです。
宇宙の年齢は138億年と考えられている。ところが、宇宙の広さは470億光年とみられている。これは、光の速度より、宇宙空間の膨張の速さが上回っているということを意味する。
ええっ、光速より速いものなんてないと信じていました。
ところが、宇宙空間の膨張の速さについては、光速度を超えてはいけないという規則は適用されない。宇宙空間が一様に膨張すれば、必然的に距離に比例して遠ざかる速さが増える。十分に遠方の宇宙を考えたら、いずれ必ず光速度を超える。そうでないとつじつまが合わなくなる。
こうして宇宙の地平線までの距離は470億光年となる。それより先の宇宙がどうなっているのか、現在の私たちは知ることができない。つまり、470億光年が観測可能な宇宙の果てとなる。
しかし、この観測可能な宇宙の果ては、本当の果てとは言い難い。
オルバースのパラドックスは、夜空の星がなぜ見るのかということでもあります。星が無限にあるとしたら、夜に空を見上げたらと、必ずどこかにある星の表面に視線はぶち当たるため、夜空全体が星の表面と同じ明るさで輝くはず…。
光の速さが有限であること、宇宙に始まりがあること、この二つにより夜空が星で覆いつくされるのに必要なほど遠くまで見通すことができない。オルバースのパラドックスは、宇宙が無限の過去から存在していないという理由で説明できる。
たまには、こんな浮世離れした議論に加わって、頭のほてりを冷ましたいものです。
あなたもぜひ、ご一読ください。
(2020年1月刊。800円+税)
 すっかり春めいてきました。道の両側に白いこぶしの花が咲きほこっています。ヒヨドリが花の蜜を吸っているのを見かけました。昨年うえたチューリップの花が咲きはじめました。春到来です。
 コロナウィルスのため、世界中が大変な状況となっています。全国一斉に学校が休校にするなんて、とんでもないことです。本当に子どもの健康を考えての措置だとは、とても思えません。人の流れだけでなく、モノづくりも止まっていて、営業と生活が成り立たなくなっています。日本政府はパニックをあおるようなやり方ではなく、情報を適切に開示して、きちんとした医療体制を確立してもらいたいところです。

星宙(ほしぞら)の飛行士

カテゴリー:宇宙

(霧山昴)
著者 油井 亀美也 、 出版  実務教育出版
宇宙飛行士が語る宇宙の絶景と夢。これがサブタイトルです。宇宙飛行士として飛行中に撮った地球と星を見事なカラー写真で紹介してくれる楽しい本です。
親から、家にお金がないので防衛大学校に行ってくれと頼まれて入学。自分に向かないと思ったところで、ひょんなことから戦闘機パイロットとなり、教官もつとめているうちに宇宙飛行士に応募して採用されたという経歴です。
自衛隊時代はソ連を「敵」だとしっかり思い込んでいたのが、ロシアで宇宙飛行士として訓練を受けているうちに誤解は解けていったといいます。
宇宙飛行士に選ばれたときは既に39歳になっていました。それから厳しい訓練を経て、実際に宇宙を飛んだときには40歳でした。そして、今もまた宇宙に飛び出そうとしているそうです。すごいですね・・・。
宇宙は常に快晴。
流れ星は、天から降ってくるのではなく、眼下に広がる大気圏の中を地上に向かって流れていく。
オーロラは、寄せては返す波のようなもの。
オーロラの緑は大気中にある酸素原子、ピンクや紫は窒素原子の色。
オーロラが美しく光るほど、危険のサインとも言える。
エネルギーの塊である太陽を一瞬でも直に見ると失明してしまう。なので、ISS(国際宇宙ステーション)の窓には、太陽からの紫外線をカットするフィルターが貼られている。
快適な船内から防寒対策することなく、大好きな冬の星座を見続けられるというのは、ISSの特典だ。
地上では、惑星は瞬かず、恒星は瞬く。しかし、宇宙では、どちらも瞬かず、鋭い輝きを放つ。なので、両者は見分けにくい。
ISSは、全体としてサッカー場ほどの大きさのある巨大な構造物だ。空気の満たされた10ほどの部屋がある。この部屋を全部あわせると、ジャンボジェット機1.5倍くらいの容積がある。そこに宇宙飛行士6人が生活している。
日本は、ISSで一番大きく静かで機能美にあふれた「きぼう」という部屋をもっている。
宇宙飛行士には、筋力を保つために、1日2時間半の運動が義務づけられている。
夜景の撮影が難しいのは、ISSが秒速8キロで移動しているから。この秒速8キロというのは、拳銃の弾の20倍もの速さ。これは、東京と大阪間を1分で飛ぶという猛スピードだ。
ISSにいるあいだは、どんなに疲れていても、緊急事態に対処できるだけの余力は残しておかなければならない。うむむ、なるほど、そこまで徹底しているのですね・・・。
子どものころの夢を見事にかなえたという話でもあります。すごいですね
(2019年11月刊。1600円+税)

宇宙から帰ってきた日本人

カテゴリー:宇宙

(霧山昴)
著者 稲泉 連 、 出版  文芸春秋
ずいぶん前に、このコーナーでアメリカの宇宙飛行士たちは実際には月面着陸していないという本(いわゆるトンデモ本)を紹介して、叱られたことがあります。トンデモ本を真に受けてしまったわけです。9.11についても陰謀論があるようで、フェイクニュースが横行する世の中ですので、なかなか真実を見抜くのは大変です。
宇宙に飛び出した人類は、今では国際ステーションをつくって長期滞在していますし、日本人も、そのなかで頑張っているのですよね・・・。でも、私は、例のチャレンジャー爆発事故を「目撃」して以来、宇宙旅行なんて、ますます怖いと思うばかりです。
その点、ロシア(旧ソ連)の宇宙船ソユーズ号は大変な安心感があります。
ソユーズは、1957年のスプートニク1号の打ち上げに使われたR-7Aを改良したもの。ソユーズは2000回近くの打ち上げに使用されており、その成功率は97%をこえる。現在も年間10機以上が打ち上げられるほど、信頼性には定評がある。ただし、2018年10月に打ち上げに失敗し、発射直後に緊急着陸するという事故も起こしている。
ソ連時代に爆発事故を起こして公表されなかったという事故もあるようですので、手放しで安全だと評価できないのかもしれませんが、この分野ではアメリカよりソ連時代をふくめてロシアのほうが宇宙船の安全性は確保されているようです。
それにしても、宇宙から地球の公害による汚染がはっきり見えるという指摘には、そんなにひどいのかと驚きました。なにしろ、ベトナム戦争のとき、地上の戦火まで見えたというのですから、宇宙船から地球は驚くほど、よく見えるのですよね・・・。
1990年にソ連の宇宙船ソユーズに乗って日本人として初めて宇宙旅行した秋山豊寛氏は、地球の青さというのは、地球自体は青いのではなく、地球と宇宙との境目の美しさを指していると語っています。
このとき、TBSはソ連に50億円支払ったとのこと。まさにバブル現象でした。1986年にチャレンジャー爆発事故が起きて、毛利衛氏が日本人初の宇宙飛行士になるはずだったのが、順番が入れかわったのです。秋山氏は、ひどい宇宙酔いに悩まされたとのこと。
地球に帰還した直後は、動力酔いに悩まされる。これは筋力が弱ったのではなく、三半規管によるバランス感覚がなくなり、まっすぐ歩けない、ふらふらと千鳥足になってしまう現象が起きる。
宇宙船内では、上下の概念がなくなってしまう。それに慣れた人が、地球に戻ってくると、危ない目にあってしまう。
宇宙船のなかでは、無動状態なので、ニュートンの作用、反作用の法則、つまり押せば押されるという法則を身体で実感・理解できる。
毛利衛氏は、私と同じ団塊世代。1992年にスペースシャトルで宇宙に行った。このときの地球の人口は55億人。2度目は2000年、NASA宇宙飛行士として行ったとき、地球人口は61億人。そして今や77億人。2050年には100億人になると予測されている。はたして、地球は人間をそんなにかかえこめるのか・・・。
(2019年11月刊。1650円+税)

2つの粒子で世界がわかる

カテゴリー:宇宙

(霧山昴)
著者 森 弘之 、 出版  講談社ブルーバックス新書
私の特技の一つは、よく理解できない本であっても、なんとか最後の頁まで読み通し、ところどころ分かることで良しと思い切れることです。この本も、まさにそうでした。まったく理解は出来ないのですが、うすぼんやり分かるところがあり、世の中の仕組みについて考えるきっかけの一つをつかむことができました。
私たち人間の身体も、地球も、本の活字のインクも、素粒子が集まって出来ている。もっとも早く見つかった素粒子は、電子。1897年にイギリスの物理学者ジョゼフ・ジョン・トムソンが発見した。
素粒子には、物質をつくりあげている粒子と、力を伝える粒子の二つがある。
光子には質量がない。運動エネルギーは持っていない。しかし、エネルギーがないわけではなく、別の種類のエネルギーを持っている。光は光子から構成され、光子が多いほど強い光であり、光子のエネルギーは光の波長で決まる。
これは、エインシュタインの立てた仮説。
光は、粒子と波の両方の性質を持っていて、場面に応じてその一方の姿を見せる。これを粒子と波の二重性という。ところが、実は、光だけでなく、あらゆるものが、波と粒子の2つの性質をあわせ持っている。
電子や原子も、波としての姿を隠し持っている。量子力学は、その波としての性質にとくに注目し、波の形や運動について記述した理論。
このように、あらゆる粒子は波でもあり、波は粒子でもある。粒子と思われていた電子は波としての姿も時おり見せ、波と思われていた光も粒子としての性質がある。
世の中のあらゆる粒子は、ボーズ粒子かフェルミ粒子のどちらか。世界の粒子は、この2種類に大別できる。
ボーズとは、インドの物理学者サティエンドラ・ボーズに由来する。
フェルミは、イタリアの物理学者エンリコ・フェルミに由来する。
原子核の大きさは、原子全体の10万分の1ほどでしかない。原子核は原子を図に示したとき、点として表すことができないほど小さい。電子にいたっては、大きさを持つのかどうかもはっきりしていない。つまり、原子は、ほとんどスカスカなのだ。
以上、私が少し分かったかな・・・、と思ったところだけを引用・紹介してみました。
私の身体が、そんなスカスカの原子の寄り集まりだからこそ、ミューオンとかが通過していくのでしょうね。でも、そうすると、私が小さな脳で考えているというのは、どんな現象になるのでしょうか・・・。これも宇宙の神秘の一つですよね。
(2019年5月刊。1000円+税)

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