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2019年07月28日

2019年3月11〜22日◆E=mc2(後編)

これの続きです。

不思議な不思議な世界。
重力というものから話が始まり、その次に電力の話、そして磁力の話と。
この三つのエネルギーが宇宙に満ち満ちている。
電力というのはプラスとマイナスのエネルギーで「電荷」という世界。
雷なんか見ていて凄い。
あの雨粒が、プラスとマイナスに分かれて、ドッキングした時にはビカビカビカーッ!ときている。
あんな小さな雨粒に宿った電気がプラスとマイナスに分かれて空中で接触するとものすごい火花になるという。
そういうのを考えると凄い。

この電荷というのは「色荷」といって色になる力を持っている。
(本によると「色荷」を持っているのはクォーク。色荷は「色になる力」ではなく、光の三原色を比喩として使っている言葉なので、実際には色になるわけではない)
ビカビカーッ!と光るイナズマは「白色」というか。
でもあの白色の中に三つの色が隠れている。
これは赤と青と緑が混じっている。
その三つが合わさるからああいう白の稲光がパーッ!と出てくる。
(当然、このあたりの説明は全くの誤解による)
それから発光ダイオードは青ができなかった。
それでついに日本の研究者が青の発光ダイオードを発見したから照明に使えるようになった。
色荷は「核力」という原子核の核の力というので結ばれていて、それが安定している。

電磁力や重力がその影響を及ぼす範囲は「無限大」でした。これとは対照的に、「強い力」や「核力」は電磁力や重力に比べて桁外れに強いにもかかわらず、その空間的な到達距離はきわめて短くなっています。その到達距離は10兆分の1cm程度にすぎません。10兆分の1cmは、ちょうど原子核の大きさと同程度です。(127頁)

この原子核内でクォークが安定するために赤青緑の色を点滅させる。
これは点滅している。
原子核内だけで点滅しながら核力があるとする。
それは何で点滅しているかというと、放っておくとゆっくり変わっていく。
ゆっくり点滅を繰り返すうちはそのものの姿なのだが、点滅する間隔が狂ってくると、その原子核内のものが質的に変化する。
その信号の変わり方を「ベータ崩壊」という。
つまり普遍ではない。
変わる。
水谷譲も若い時から比べるとゆっくり変わってきた。
武田先生は電力が落ちてきた。
「オタクの核力」という水谷譲でまとめておく力というのがだんだんパワーダウンしてくるから、すべてのものが変化していく。
ベータ崩壊を起こす。
まだ水谷譲はとどまっているが、もう武田先生は・・・いろんなものがベータ崩壊している。

個々の原子の名前は、核原子核内に存在する陽子の数によって決定されます。陽子1個の原子は水素原子、陽子2個の原子はヘリウム原子、陽子3個の原子はリチウム原子、……陽子92個の原子はウラン原子、といった具合です。ベータ崩壊によって原子核内部の中性子1個が陽子に変わってしまうと、陽子の数が1個増えることになり、原子の名前も変更を余儀なくされます。(132頁)

ベータ崩壊から放出されたたくさんの電子は「ベータ線」とよばれ、放射線の一種です。電子は(マイナス)電荷をもっているために、ベータ線が人体に入り込むと細胞を攻撃します。(133頁)

北朝鮮の核の問題がある。
核爆弾を作る。
メンテをしっかりやっておかないと質的に変化してしまう。
だから貧しい国は経費がかかりすぎる。
考えたら、抱えておくとおっかない。
原子というのは変わっていくワケだから。
ベータ崩壊でベータ線を出してしまって、それが人の細胞を攻撃してしまう。
だから健康のためにも原子爆弾を懐に持っているというのは、そうとう危険なこと。
ただしこのベータ線の方はと言うと、遠くまで届く力ではない。
ベータ線はそんなに遠くまで届かない。
核内の原子を結ぶ強い力。
重力の10の40乗倍ある。
(本ではベータ崩壊の時に出る力の強さは10の15乗となっていて、この「10の40乗倍」なのは陽子や中性子を構成するクオークなどに現れるもの)
凄まじい力が実は原子の中の核の内側に隠れていた。
ここで登場するのが1905年のアインシュタイン。
彼が発見した宇宙を貫く真理、法則、数式。

E=mc2
これは何を意味しているかというと、「m」は質量、あるものの重さ、「c」は光速度、光。

「光子は質量をもちませんが、エネルギーと運動量をもつ粒子である」ことに言及しました。−中略−
 事実、光子は、自らは物質でないにもかかわらず、 E=mc2 を通して物質粒子である電子を生み出すという離れ業をやってのけます。
−中略−人類史に取り返しのつかない災厄をもたらした原子爆弾は、「物質のエネルギー化」の代表例です。(158〜159頁)

 原子爆弾は、一つの原子核が中性子を吸収することによって、二つの軽い原子核に「割れてしまう」(これを「核分裂」といいます)ときに膨大なエネルギーを放出することを利用した爆弾です。(193頁)

つまり例の先週お話した二つの箱を結んでいた強力なバネ。
それが核力。
それが固く結んでいたバネを切ってしまう。
そうするとものすごい勢いで二つの箱がちぎれる。
これが原子爆弾。
核内に隠れていたポテンシャルエネルギーをこの瞬間に放出する。
原子が割れていくという連続の現象を起す。
一個ずつがすごい。
核内の中にいくつもしっかり結びついていた。
それを連続で割っていく。
仕掛け花火の小さい玉の巨大なヤツ。
これは何かよくわからないが、核分裂の恐ろしさというのは、物の中に隠れているポテンシャルエネルギーの放出。

ここを読んでいてクラッとした武田先生。
広島の方には大変申し訳ない言い方だが、広島に原爆が落とされた。
だから「こんなもん作るな!」と言いたいが、アメリカの科学者たちが、アインシュタインの理屈から原子爆弾を作っていく。
でもこれははっきり言って失敗。

広島型原爆では、弾頭に充填されていた約64kgのウランの0.0011%に相当する0.7gがエネルギーに転化しただけで、甚大な被害を及ぼしました。(159頁)

広島、それから長崎でも、それぞれ科学者が想定していたものとは違うものだったので、ある意味では失敗だったと言える。

アインシュタインの宇宙を貫く大原則 E=mc2
その目に見えない小さな原子の中にポテンシャルエネルギー。
ものすごいエネルギーが蓄えられていて、原子の、その原子核を無理やり引きちぎることによって破壊力を増すという爆弾を作ってしまった。
これが原子爆弾である、と。
オッペンハイマーという人が原子爆弾を作るが、オッペンハイマーさんもちょっと申し訳ないが相当いい加減な科学者。
この本(『E=mc2のからくり』)を読んでちょっとびっくりしたが、64kgの純性のウランを使用して核分裂を起こさせた。
何と核分裂を起こしたのは64kgのウランの中で0.7g。
完璧に失敗。
もしそれが成功という意味で64kgが全部、ということになったら爆弾を投下したあのB29も吹き飛んでいる。
つまりもう予想外。
64kgものウランを連続で核分裂を起こしたのは0.7gしかなかった。
全体64kgのウランの中の0.001%が核分裂を起こす。
それで数十万の人が死亡し、一つの都市を数十kmに渡って破壊する。
灼熱で都市を焼いたという。
0.7gの鉱物にこれだけのエネルギーが潜んでいる。
これがいかに恐ろしいか?
いかに何も勉強していないか?
核というものの取り扱いというのが、最初のオッペンハイマーは全然わかっていなかったという。
以前、武田先生が「原爆落とした方も、どのぐらいのものかわからないで落としたんだ」とおっしゃっていたのを思い出した水谷譲。
ウランを使わず、今度は水素爆弾というのが発明されるのだが、その時もいろんなところで実験をやって。
その実験の途中でたくさんのアメリカ兵の犠牲が生まれている。
これはちょっと「小耳に挟んだ」という話だが、ビキニ環礁などで行われた核実験は賑やかしでハリウッドスターも招待されたようだ。
アメリカの力を見せるいいアレだから。
それでジョン・ウェインさんが行かれていたらしいが、肺がんで亡くなられて。
それが原因ではないかと言われている。
これはもちろん情報だが。
しかし、よくもワケのわかんないものをこさえちまったもの。
だから今でも実験をやりたくてウズウズしている国があるが、そこの実験をやりたがっている国の科学者の人は相当死んでいるようだ。
これもまた噂だが。
それは中華料理を作るような帽子をかぶっているのだから。
フライパンで焼き飯を作るワケではない。

しかし0.7gが数十万人を殺したのかと。
B29で落っことした人も失敗してよかった。
アンタ方も本当は吹っ飛ぶところだった。
あの高さでは逃げ切れなかった。
これが原子爆弾の恐ろしさ。
物の内側にはこれほどのエネルギーが隠れていたという。
これはやっぱり大発見。

運動エネルギーは静止しているワケではない、と。
とにかくゆっくり動けば小さな運動エネルギー。
速く動けば二乗二乗で大きくなる。
光速に近づけば運動エネルギーは増し、エネルギー保存の法則によって質量は増える。
質量は七千倍になるという。
質量という重さがあるということはエネルギーを持っていること。
E=mc2 とはそのことを証明した数式。

一円玉。
1g。
この1gに隠れているエネルギー。
一円玉もエネルギーが隠れている。
ちっちゃな原子がくっついて。
アルミの原子がくっついてある。
アルミニウムの中の原子をちぎると、またものすごいエネルギーが一円玉から出る。
このエネルギーが90兆ジュール。
何と驚くなかれ、2.1億リットル、50mプール約140杯分を100℃で沸騰するエネルギーが一円玉の中に隠れている。
原子爆弾と同じでそれを分裂させる。
一円玉を構成している原子を叩き割る。
その方法さえ見つければ一円玉も原子爆弾になる。
核分裂を。
一番分裂しやすいのはウランだが。

kagaku_genshi.png

真ん中に原子核があって電子がクルクル回っている、という。
これが原子。
真ん中にあるのは原子核。
原子核には陽子と中性子があって、電荷が安定しているという。
それをわざわざ中性子をぶつける。
この真ん中の梅干しの種みたいなヤツ。
そうするとバァン!と割れると中性子が飛び出す。
この飛び出した中性子が別の原子核にぶつかる。
これを核分裂という。
特にぶつかり割れやすい原子を持つのがウラン。
もの凄い。
九十何個も電子を持っているから。
原子爆弾は割れやすいウラン100%。
電力で使う場合は、核分裂はわずか4%しか起きないというウランを使う。
それぐらいに抑えておかないと。
もの凄いエネルギー。

震災事故によって今日も作業をやってらっしゃる方がいらっしゃると思うが、本当にご苦労様でございます。
そういう方々だけに緊張を負わせて生きているというのも本当に申し訳ない。
言っておくが原子爆弾の方のウランと電力の方のウランそのものは分裂を起こすパーセンテージが全く違う。
でも核爆弾、そして電力というもので別れていても、それを動かしているのはE=mc2
このアインシュタインの相対性理論が動かしている。
この
大発見によって見つかった物というのは、そう簡単に捨てられないと思う。
「爆弾を作る」という意味ではない。
でも原子力という新しいエネルギーというのは「危険」「危ない」とかというよりも、まだうまく使いこなせていない段階だという自覚のもとに、人類の発見として認めるべきではないかなぁと思ったりする。

E=mc2 というのは宇宙を貫く原理。
E=mc2
物質をエネルギーに変換する原子力はこの数式から生まれた。
二週に渡って懸命に話してきたが、そうとう意訳しているのでかなり間違いもあると思う。
これが(本の)半分ぐらい。
しかも三回読んでいる。
そこから先は何が書いてあるのかわからない。
これはどういう人が読むのか?
説明することすらも難しい。
だから頭の中で非常に。
ただ、一番最初にパッチンゴムと割り箸の実験を自分でやったから、あれが自分の核実験のような気がした武田先生。
全然ほとんど(秤の)針は変わらなかったが。
物の結びつきにはポテンシャルなエネルギー、隠れたエネルギーが潜んでいるんだ、と。
この E=mc2 について実は人間というのはまだ完ぺきには使いこなせていないんだ、と。
そのことだけはひどく了解できるというか、そんな気がした。

原子力は難しい。
詳しい人を残しておかないと「原発やめた」で済む問題ではない。
その火を消さなきゃいけないし、影響の残らないようにどうやれば解けるか。
だからそういう意味で若い人で興味を持ってくれたらこの原子力という、うまく使いこなせていない人類が見つけたエネルギーについては更に。
私達はもう本当に旧世代だが、新世代の方が勉強してもらうと。
そこから安全な原子力という使い方ができるのではないか?
それを捨ててはいけないんじゃないかなぁ、という。

それともう一つ。
「光の速度」というのはわからない。
「今、輝いているあの星は何万年とかのものが届いてるんだよ」と言われても意味がわからなくて「はぁ〜?」みたいな水谷譲。
『かぐや姫』の翁が、かぐや姫を竹林で見つけた頃に出てきた光を見ているらしい。
でも、やっぱり勉強をしなければダメ。
この国は、月の裏側には行っていないが探査機を舞い降りたりなんかさせているワケだから。
その技術で何とか。

E=mc2
質量×光の速度(秒速30万kmの二乗)=エネルギー
質量のあるものを光のスピードで掛け合わせると、それがすごいエネルギーになるという。
小さな世界でも内側にものすごいエネルギーを秘めている、という。
アインシュタインは月、火星、アンドロメダの惑星、それぞれに相対、つまりそれぞれに違う物理の法則が支配している、と。
ニュートンの言うように絶対でもなく「相対」。
それぞれ。
質量が違えば引力も違ってくる。
時間の進み方もそれぞれ相対で違うんだ、と。
しかしこの広い宇宙に、ただ「光」というものだけはただ一つの速度を持っている。
例えば時速10kmで時速50kmのロケットからこっちにやってくる光を観測する。

 ところが、両者が測定する光の速度はいずれもまったく同じで、「秒速30万km」なのです! なぜかって? 誰にもわかりません!(166頁)

宇宙を貫くただ一つの物理的真理。
光速度「c」。
光は時間と空間の中にあるその時空を飛び交うのだが、光速度は不変である。

ニュートン力学には、「運動量保存の法則」が含まれていました。
 質量 m(kg)の粒子が速度 v(m/s)で走っている場合、その粒子の運動量は mv の積で表されます(mv)。
(173頁)

これがニュートンの時代は物理的真理だった。
ところが光のようなスピードになるとエネルギーが変化する。
アインシュタインはそこで細工を施した。
m(質量)× v(スピード)となるところを E=mc2 とした。
これはまた、ますますわからなくなるが。
マラソンランナーがいる。
とあるスピードで走っている。
そうするとそのスピードと彼の重たさ、体重でエネルギーが出る。
ところがそのマラソンランナーが人間のスピードではない、たとえば新幹線のスピードで走ったとすると、このニュートンの言う「m×スピード」では矛盾してくる。
特に光のような速さになると。
E=mv2 では駄目なので。
質量が変化する。
普通のマラソンランナーが走っている。
そのマラソンランナーのスピードが光速度になると、マラソンランナーの体重がお相撲さんのように重たくなる、という。
昔「エイトマン」というのがいた。

でも E=mc2 というのは、宇宙サイズでエネルギーを考えた場合には、地上でのエネルギーの出し方とは違う、という。
考えるとSF映画の世界。
スピードが違ってきたりとか、重量が違ってきて変身しちゃうとか。
それが宇宙では起こりうる、という。
で、これは当たっていた。
アインシュタインのヤツは宇宙にロケットが飛び交うとズバリ、この式に従わないと宇宙は解けない。
ブラックホールの研究とかここから始まる。
あれはわからない。
一番わかりやすい実験は地球から見ると何々の星の影になって見えない向こう側の星が見えることがある。
その星が夜空に光っている。
何でかと言ったら星が重力を持っているので、その向こう側の星が放った光が水の中を通る時に屈折するように、宇宙空間で光が曲がっている。
それで地球の人が見ることができるんだと。
そういう光も星が持っている重力でひん曲がる、という。
とにかくニュートンでは宇宙は説明できない。

この本はこれで3分の1ほど。
ここから量子物理学に入っていくが理解できない。
わからなくても勉強しましょう。


posted by ひと at 08:50| Comment(0) | 武田鉄矢・今朝の三枚おろし | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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