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HaruP WorkS

シンセサイザーやボーカロイドで制作したオリジナル音楽をこっそり紹介

 

太陽さん(SUN)のとてつもないお話し(その2) 

燦燦と輝く太陽に照らされる新緑が野山にもゆるこの季節、梅雨の前の爽やかな気候が続いております。

さて、身近にありながら意外と知られていない太陽についてのお話しの続きです。

燦々と輝く太陽の下でミクさん!(怪獣対若大将Pのスカイドームを使わせていただきながら、MMDで制作)

MIKU under The SUN2 up用


●今日浴びた陽光は、十万年以上前に生まれた光

その1では、陽の光が届くまでの時間と、その光がいつ生まれたかについて簡単に触れました。

太陽の表面に到達した光がいつ生まれたのかというのが、何と少なくとも十万年以上前ということをご存知でしたでしょうか?

では、何でこんなに時間がかかって、やっと表面に届いているのか?ということを今回は、最新の科学理論をもの凄く簡単にして説明を試みたいと思います。
(※正確な解説は心掛けていますが、天文学や量子力学の専門家ではないので、科学的厳密性に欠く大雑把な説明であることはご容赦のほどを)

では、早速、太陽の中心で何が起きているのか?ということでまずは開始したいと思います。


●太陽の実体とは?

太陽の実体は、燃えている状態というのはイメージはできますが、詳しくはプラズマ状態の塊といえます。

このプラズマ状態ということになると、これまた解説するだけで今回の日記が終わってしまうので、身近なものとしては「炎」「稲妻」、人工的なものでは「蛍光灯」(厳密には見えている光ではなく発光させるまでのプロセスで)などあります。

では、そのプラズマ状態の太陽が何によって燃えているのかというと、中心で起きている核融合反応によるエネルギー反応といえます。この核融合反応は、原子核同士が融合することで全く異なる原子核になる過程と、まずは大雑把に説明するにとどめます。

太陽の燃料は、最近エコの話題でもよく聞かれるようになった「水素」です。その水素原子核の4つが融合し「ヘリウム」原子核の1つに変化する過程で、欠損した質量がエネルギーに変わり膨大なエネルギーが発生しています。

この質量がエネルギーに変化するということは実に凄まじいことで、かの有名なアインシュタインの特殊相対性理論:質量とエネルギーの等価性(E = mc2 )に従って、エネルギーとして放出されるのです。

この公式で簡単に計算してみますと、1グラムの物質が仮に完全にエネルギーに変換されたとして、なんと答えは約90兆ジュール!
兆?だけあって超凄いことは分かりますがイメージがつかないので、あえて電力量に換算すると、1時間当たりで約2500万キロワットとなりまして、比較対象としては東京都全体での総電力消費のピークが1時間当たり約1500万キロワットとのことですので、その1.7倍の電力量に相当してしまいます。
たったの1グラムが完全にエネルギーになっという仮定ではありますが、いかに凄まじい量であるかが分かります。

では、太陽の中心で起きている核融合によって、どのくらいのエネルギーが発生しているかといいますと、以下のとおりでした。

 ・1秒当たりでは約3.6×10の38乗 個の陽子(水素原子核)がヘリウム原子核に変化
  ↓
 ・430万トンの質量が3.8×10の26乗ジュールのエネルギーに変換された量が発生
   
  うーん、単位が大きすぎてよく分かりませんよねぇ~^^
  では、身近なエネルギー源である石油のエネルギー量で比較してみましょう。

  地球全体での石油総埋蔵量(推計)というのがありまして、7.4ゼタジュールだそうです。ゼタとは、これまた凄い数字で、10の21乗で、漢数字にすると十垓(がい)という日常ではまず聞くことがない単位となります^^
  なんだか凄いエネルギー量のように感じますが、なんと上記の太陽の1秒間のエネルギー量と比較すると・・

 ・太陽で1秒間に発生するエネルギー382.7ヨタジュール

  ヨタとは、10の24乗で、これらの数字で比較すると大凡、石油の総埋蔵量の5万倍!のようです・・

  まぁ何というか、石油で成立した文明がそれらを全て使い尽くすことを5万回以上繰り返して、やっとこさ太陽で発生しているエネルギーのたった1秒!にしかならないとは・・。

エネルギーの話でもこんなことになってしまう太陽ですが、それだけのエネルギーがどの様な状態に変換されているのかというと、「光子」になのです。ソーラーパワーとは名実ともに、まさに光のエネルギーだったんですねぇ。


●光の長い道のり

光は宇宙で一番速いと言われるように、1秒間に30万Kmも進むことができます。

太陽の半径は、地球の109倍である70万Kmもありますが、光の速さなら、その距離でも僅か約2秒ちょっとで通過することが出来ますよね。

あれ?たった2秒なはずが、何故十万年も??

それを説明するにあたり、まず光の特性に触れる必要があります。

光子とは、光の粒子的な特性の状態をいいます。ここで大変混乱しそうな話なのですが、光とは波の性質もあるのと同時に、粒子的な側面もあり、詳しく説明し始めるとまたとんでもないことになりそうなので、あえて割愛とします。
光子などの量子力学的な世界は、日常とは全く異なる現象が起きている摩訶不思議なところなのです。

さて、光を波ではなく粒子に例えると、どうでしょうか?
飛び交う光子が凄まじい速さで物質とぶつかる状態がイメージすることが出来ます。

太陽の中心部は、とんでもない圧力(2500億気圧)環境にあり、そこから発生した光子は、そのあと水素とヘリウムが高圧縮されていて密度が非常に高いプラズマ状態の中を進むことになります。
空間を高速で進むことができる光子といえども狭い空間にこれでもかという高密度で圧縮されたプラズマの中では、まっすぐ進もうにも常に障害にぶつかり合うなかで、ジグザグの状態でしか進むことが出来ません。
 
このジグザグで進む現象は、[ランダムウォーク問題]として知られ、もし1秒に1メートルの歩幅でジグザグで歩いたとしたら計算上では11日かけて百万歩も歩いてもその進んだ直線距離はたったの1Km というよなことが起きるのです。

さて、その光子ですが、中心核で発生した時には非常に高いエネルギー状態なので、いわゆる人の目で見えるような可視光線ではなく、ガンマ線という強力な放射線の状態です。太陽の中心部から表面にかけて途方もないジグザグで進む中で、周囲のプラズマと激しく衝突・屈折・再放射などの相互作用を及ぼしながら、次第にエネルギー状態が低い電磁波に変化していくのです。

そして、光速でジグザグを繰り返して何十万年という長い年月を経て、やっと電磁波として太陽の表面(光球)に届いたものが可視光線として変化し、その後、8分後に地球に陽光として届いているのです。

なお、これらの過程は、直接の観測が出来ませんので、様々な視点での間接的な観測値から量子力学的手法を使った解析によって理論上で解明されてきました。

私が今日浴びた太陽の光は、十数万年前の過去のものと考えると、身近な天体なのに深遠な宇宙のロマンを感じてしまいます。

さて、次回は、「太陽」とくれば「月」の不思議について最新の研究成果を交え綴ってみたいと思います。

(参考リンク)
●太陽さん(SUN)のとてつもない神秘!
●世界初!「重力波」が発する音きた!!
●死の起源(その1)
●哲学フレーム問題 額縁の外をどう認識できるか?
●有限の時間と無限の時空
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Category: 科学

Thread: 日記

Janre: 日記

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太陽さん(SUN)のとてつもない神秘! 

季節を通じて一番過ごしやすい日々において怒涛の忙しさの狭間の小休止を迎え、まったりブログ更新も捗っております^^

さて、五月晴れと言われるように一部黄砂の影響もありましたが、青空が広がるとっても素晴らしい季節で一番好きな時季でもあります。

その青空に燦々と輝く太陽。
太陽は存在があまりにも当たり前過ぎる天体のひとつですが、少し調べてみただけで、大変興味深く不思議が尽きない天体であったことが分かりましたので、少しづつ綴ってみたいと思います。

燦々と輝く太陽の下でミクさん!(怪獣対若大将Pのスカイドームを使わせていただきながら、MMDで制作)

MIKU under The SUN up用


●全ての恵み=まさに根源神

世界中で太陽信仰があり、太陽は太古から神としての存在でした。考えてみれば、太陽系の誕生、そして地球に生命が溢れているのも、太陽が存在したからです。

日本にも、天照大御神命(アマテラスオオミカミ)として、太陽はとても尊い存在として祀られてきましたね。

神話だけでも話題が尽きませんが、今回は科学的側面で話を進めたいと思います。


●太陽の「光」の道のり

陽が昇れば、世界が光で満ち溢れます。
毎日、これが何十億年も繰り返されてきました。

それでは、その陽の光は、いつの光でしょう?

太陽から地球までの距離は約149,600,000 kmです。

光の速度はとても速く、秒速で299,792kmですが、太陽から地球に届くまで、実に約500秒かかりますので、「分」になおすと、8分ちょっと前の光なのです。

近いようでいて実は、太陽とは結構距離があったのです。

そのおかげで、地球は熱すぎず寒すぎず、ちょうど良い按配となっているのです。


●今日の陽光は、実は太古どころか・・・

では、その表面に出た光はいつ発生したのでしょうか?

表面が燃えているから、中からもすぐ出てきたような気がしますが、実はな・何と!少なくとも数十万年前に発生した光なのです!

人類の文明を照らす光が、何と人類の文明より遥か昔に生まれた光だったとは!!

それはいったい全体何ゆえに??

次回では、さらにその理由と秘密に迫ってみたいと思います!

(参考リンク)
●世界初!「重力波」が発する音きた!!
●死の起源(その1)
●哲学フレーム問題 額縁の外をどう認識できるか?
●有限の時間と無限の時空

Category: 科学

Thread: 心、意識、魂、生命、人間の可能性

Janre: 心と身体

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哲学フレーム問題 額縁の外をどう認識できるか? 

人間にとっては当たり前のことでも、それを今流行りのAI(人工知能)にやらせるとすると、とてつもない問題が横たわっているものです。

●森羅万象は無限であるのに対して有限の人工知能がどう対処できるのか?

世界は永遠性とあらゆる可能性に溢れています。

そのなかにあって、人工物である人間が作った手続き的知性であるAI(人工知能)は有限的な存在です。

その有限的存在が、どうやって世界のあらゆる起こりうることに対処できるのでしょうか?

どんなに優れたAIでも、プログラムされた範囲でしか、世界を認識し処理することしかできません。

ところが世界は、あらゆる無限の可能性であらゆることが起きてしまい、その世界に人間と同等の処理を期待された人工知能が放り込まれた場合、その有限の情報処理の限界に常に達してしまい機能を停止してしまうことでしょう。

人工物でもある、ミクさんは結局のところ何者ぞ?

Tda MIKU私どこから来た


●人間は未知のことでも、なぜかあらゆることを想定して対処してしまう存在

それに対して、我々人間は限界ある有限的存在にも関わらず、なぜか停止しませんし、あらゆる出来事の前に何とかするという特異能力を発揮してしまいます。

同じ有限的存在なのに、この違いはいったいぜんたいどこから生じているのか??

人工知能がどんなに進化しても、絶対に追いつけない存在が「人間」そのものかもしれません。

(参考リンク)
●ボーカロイドとアンドロイド
●AIと愛?
●ボーカロイドとは何者なのか?

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死の起源(その2) 

いくつか、その1のまま停止しているトピックスがありますが、順次続きを書きたいと思っています。

さて、今回は「死の起源」についての考察その2です。

●生物は死を自らにプログラムした

生物は進化の過程で「死」を自らにプログラムした存在であることが、最近の分子生物学の研究成果で次第に明らかになってきました。

死は生きるものにとって消滅であるのに、生を自ら否定する仕組みを、何故生物は取り入れてしまったのでしょうか?

その矛盾たる存在感に不可思議さを感じます。


●樹木の生は死が支えている

さて、分子生物学については、かなり複雑な領域に入ってしまうので後述に譲るとして、まずは身近なものから生と死についてトピックスをあげたいと思います。

樹木、特に青々と茂った巨木を見上げると、なんて生命力に満ち溢れていると感じられることでしょう。

当然、その樹木は生きてるからこそ、大地に根をはって立ち、そして葉を茂らせているのです。

ところが、その樹木は実は生と死が合体した状態であるということをご存知でしょうか?

木は年輪を重ねるほど大きくなっていきます。
年を経て年輪を重ねるほど、幹は太くなり長い年月をかけて巨木となります。
対して年を経て、幹の中心部は細胞が生命活動を停止、つまり死んだ状態となっていたのです。

理由としては、高く大きくなるほど水や栄養を全体に行き渡らせることが出来なくなるため、幹の中心部が生命活動を停止することで、全体への生命維持と成長への効率化が図れることが理由のようです。

そして、良くできているなぁという仕組みが、細胞が死ぬことで害虫等に喰われてしまう危険度が高まることに対抗するため、生命活動を停止する前に、細胞内の栄養分を防腐の働きのある化学物質に合成してから生命活動を終えているのです。

ちなみに、この樹木の幹の中心部のことが「心材」と呼ばれる赤い部分で、腐りにくくシロアリにも強い部分と知られています。

1本の樹木は、生命活動の停止=死が生を支えていた。
まさに生と死が不可分の状態であったのです。

自らに死を巧妙にプログラムした生物の戦略の巧みさに驚くばかりです。

続きは、分子生物学の世界から見た生物の戦略について書き綴ってみたいと思います。

夜桜とミク:夜桜には生と死が混在一体となった妖しさを感じます<MMDで制作>

YoZakura Miku Up edi


(参考リンク)
●死の起源(その1)
●前世は有るのか無いのか(その1)
●有限の時間と無限の時空

Category: 科学

Thread: 心、意識、魂、生命、人間の可能性

Janre: 心と身体

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死の起源(その1) 

忙しく過ごしていても、私の妄想癖だけは止まらないようで、どうしても書き留めておきたいと思い短編にて。

●人の一生は長いようで短い

仕事でよく使うエクセルの表の番号を編集するためドラッグしていた時、セルの84番目でふと思いだした数字が、私を大変可愛がってくれた曾祖母の享年である84でした。

その曾祖母の想い出は、自分が年を経るにつれて懐かしさと後悔の念が入り混じって想起され、いつかまた触れたい話題ですが、ここではその年齢で連想されたことを書きます。

エクセルをよく使う方なら分かると思いますが、扱うセル数は数百~数千はすぐにいきますので、84のセル数は縦列であれば、PCの表示画面の解像度にもよりますが、1画面から2画面目くらいで収まってしまう程度の数です。

人間の寿命で84歳というのは長いようですが、エクセルで一つのセルを1年と見なせば、1画面をちょっと過ぎたあたりで終わってしまう程度なんだなぁと、ふと儚い気持ちになってしまいました。


●死はなぜ存在するのか?

寿命には生物の種類によって長短はありますが、命の終わりを告げる死は必ず訪れるこの世の理のように感じます。

ところが生物の詳しい方なら知っているかもしれませんが、生物にとって死は進化の過程で獲得した性質でもあるのです。

単細胞生物である大腸菌は分裂することで固体が増えますが、固体そのものの寿命は実は無く、周りの栄養状態が良くて物理的化学的に細胞が破壊されない限り、いつまでも生き続けてしまうのです。

では、なぜ生物は進化の過程で、死を自らの機能として敢えてセットしてしまったのか?

諸説と私の妄想で、その2と続けたいと思います。


(参考リンク)
●死の起源(その2)
●前世は有るのか無いのか(その1)
●有限の時間と無限の時空

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Janre: 心と身体

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