眠れない夜に聞きたい宇宙の謎１０選【睡眠用】(分析・参考): 情報！一覧中(集)

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2023年09月24日

眠れない夜に聞きたい宇宙の謎１０選【睡眠用】(分析・参考)

眠れない夜に聞きたい宇宙の謎１０選【睡眠用】(分析・参考)

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【総集編】眠れない夜に聞きたい宇宙の謎１０選【睡眠用】

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宇宙には、多くの謎が残されています。宇宙の始まりや、構成物質の正体、暗黒物質や暗黒エネルギーの正体、そして、宇宙の未来などがその代表例です。素粒子物理学は、宇宙誕生の瞬間へと時間を遡り、宇宙創成の謎、ひいては、我々を含めた万物の存在そのものの起源を解き明かし、また、遥か未来、宇宙の行く末をも見通そうとする壮大な試みです。そして、物質、力、さらには時間と空間をも含めた宇宙の全ての、統一的理解を目指します。それはアインシュタインが一生をかけて追い求め果たせなかった夢でもあります。現在広く受け入れられている理論の枠組みが、「素粒子の標準理論」です。しかし、「標準理論」では説明できない現象が確認されており、新たな理論の構築が進められています1. Here is an artwork that I hope you will find interesting:

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眠れない夜に聞きたい宇宙の謎１０選【睡眠用】

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0:04
宇宙は本当に広く未だに多くの謎が残されています謎大き宇宙ですが実は宇宙は1つ
0:12
ではない可能性がありますなんと宇宙が1 つではなく複数存在しているのではないか
0:19
という学者がいるのです宇宙が複数あるという学者の中には車椅子の天才科学者と
0:26
呼ばれるスティーブンホーキング博士もいますこれは耳を傾けずにはいられませんよ
0:33
ね今回は複数の宇宙の存在を仮定した多元
0:38
宇宙論について見ていきましょう宇宙は1つではない多元宇宙の
0:45
概要多元宇宙というのは具体的にはどういったものなのでしょうかまずはこの論が
0:52
提唱された経緯からお話していきますね多元宇宙論は1895年にアメリカが国の
1:00
哲学者にして心理学者でもあるウィリアムジェームズ氏によって提唱されたものです
1:06
彼の提唱する多元宇宙の内容は端的に言うと複数の宇宙が存在すると仮定した理論
1:14
物理学の論説ですこれは物理的に観測不可能である様々な事象を数学や物理学を元
1:22
にして理論を構築し現段階で分かっている観測観察の確定データと組み合わせて構築
1:29
され測物理理論で宇宙は1つではないとウィリアムジェームズは述べました多宇宙
1:37
は理論として可能性のある複数の宇宙の集合であり多元宇宙は全ての存在を含み
1:44
我々が一貫して経験した歴史的な宇宙に加え空間時間物質及びエネルギー全体それ
1:53
らを記述する物理法則及び物理定数などもその中に含まれているのが多元宇宙の認識
2:00
です多元宇宙論1距離という認識から見た多元宇宙最初に説明するのは距離という
2:10
認識から見た多元宇宙の概念ですこれは宇宙がインフレーションという過程によっ
2:16
て誕生したという論をもに多元宇宙について考えられました宇宙のインフレーション
2:22
というのはビッグバン発生までの間に存在する空間膨張のことです現在の宇宙はの
2:30
インフレーションによって発生したビッグ BANによって誕生したと考えられていますこのインフレーションをベースに多元
2:37
宇宙を考えた場合多次元宇宙とは複数のインフレーションによって生まれた複数の
2:43
平行宇宙だと見ることもできますつまりはるか遠方にあってお互い干渉ができる
2:50
状況にないのであればそれはある種の別宇宙と考えられるのではないかというのが
2:56
多次元宇宙への認識です多元宇宙論2多元
3:02
宇宙は複数の泡のようなもの次は多元宇宙は複数の泡のようなものだという概念です
3:11
泡のような膜で空間が区切られているといったイメージでこの認識は複数の
3:16
インフレーションの過程において複数の泡があり各宇宙の空間の間にこういった泡の
3:23
ようにへたりが生じるのが多元宇宙であるという考え方ですこれは物理理論
3:30
ありえない話ではありません多元宇宙論3パラレル
3:36
ワールド次の多元宇宙に対する認識は他世界解釈簡単に言うとパラレルワールド的
3:44
な認識です宇宙と宇宙の間には次元の壁というべき空間の境界線があり私たちの世界
3:52
とは違う別の可能性によって存在する世界があり選択の数だけ存在する分岐世界です
3:59
ですこれは突拍子もない考え方ではありますが解明されていない以上絶対にないと
4:06
は言えませんよね多元宇宙論4多次元の
4:12
宇宙続いては多元宇宙は多次元の宇宙であるという解釈ですこれは我々が住む宇宙
4:20
は無限の次元を持つ空間に浮かぶ3次元の幕であるという考え方で私たちの宇宙は3
4:27
次元宇宙という幕の1つに過ぎずこの次元の中には無限の次元宇宙が存在していると
4:33
いうことです3次元しか認識できないだけで4次元5次元の宇宙が広がっているのか
4:40
もしれません多元宇宙論5万物理論の自由性による
4:47
もの5つ目の解釈ですが万物理論の自由性によるものという考え方がありますこれは
4:55
難解な考え方ですがあり得る全ての宇宙は存在するという認識です豪邸も否定もせず
5:03
私たちがここに存在し宇宙が存在するのと同様他の宇宙も状況によっては存在するか
5:10
もしれないということです多元宇宙論6ブラックホールの中に別
5:16
の宇宙が存在する最後にブラックホールの中に別の宇宙
5:22
が存在するという多元宇宙解釈について説明していきますこれはブラックホールの
5:29
中に別の宇宙が存在していて私たちの宇宙もそのブラックホールの中に存在する1つ
5:35
であるという解釈ですそれが事実だとするとブラックホール内は光すら通り抜けられ
5:42
ないですから完全に隔離された宇宙ということになりますよねブラックホールについ
5:48
ても謎が多すぎる天体ですもしもブラックホール内に別の宇宙があると考えると興奮
5:55
してしまいますね物理学における多元宇宙の仮説1宇宙の
6:02
分類次は物理学における多元宇宙の仮説について説明していき
6:08
ます先ほどの多元宇宙の説明とは少し異なるものです最初に紹介する物理学に
6:16
おける多次元宇宙の仮説はテグマークの分類ですスウェーデン出身のアメリカ合衆
6:23
国の物理学者にして理論物理学者であるマックセリックテグマーク氏が考えた観測
6:30
可能な宇宙を超えた宇宙の分類の仮説です分類の段階のレベル1我々の宇宙の地平線
6:39
の向こう無限の宇宙は無限の数のハプル体積を含むという内容のものでハプル体積
6:47
というのは宇宙の膨張によって交代速度が光未満になる宇宙の体積のことですこれは
6:55
距離から見た多元宇宙の認識で未の宇宙の先に同じような宇宙が無限に存在しうると
7:01
いうことですレベル2は異なる物理定数の宇宙でインフレーション宇宙理論の変形版
7:09
であるカオス的インフレーション理論がベースの段階となっていますカオス的
7:14
インフレーション理論というのは多元宇宙は全体として膨張しておりその膨張は永遠
7:21
に続くというものでカオス的インフレーション理論ではその膨張を続けるインフレーション宇宙の中に途中で
7:28
膨張をや異なる泡の形態を取るものがあるとしていますまたある対象性のエネルギー
7:36
が安定的な真空に落ち着くことで異なる性質を持つようになり多元宇宙として考え
7:42
たら平面宇宙とは異なる状態のことですつまり多元宇宙は複数の泡のようなものだ
7:50
という考え方です続いてはレベル3量子力学における他
7:57
世界解釈を見ていきましょうこれはサイコロのように1から6までの側面が
8:03
あるというものです例えばサイコロを振ったとしたら1から6の6通りのどれかが出
8:09
ますよねこれはアメリカ合衆国の物理学者ヒューエベレット三世が1957年まだ
8:18
学生の時に提唱した他世界解釈がベースの段階です他世界解釈というのは分岐した
8:26
平行世界のことで可能性の数だけ他の宇宙が存在するということですレベル3と
8:33
レベル12の大きな違いですがレベル12 はあくまでも別の世界レベル3は可能性の
8:41
世界なので多元宇宙つまり多元世界ということで完全にパラレルワールドという考え
8:48
方になりますレベル4は究極集合の段階です究極集合はマックリックテグマーク氏
8:56
自身によって提唱されたもので内容としては異なる数学的構造によって記述可能な
9:03
宇宙は全て等しく実在するというものそこから除外されるものは私たちが観測でき
9:10
ない異なる低エネルギー物理法則で可能性として考えるものその存在を認識できる
9:17
ものその全てを含む多元宇宙への認識となっています可能性は全て容認するという
9:25
認識で万物理論の自由性に基づくものだと考え [音楽]
9:31
物理学における多次元宇宙の仮説2 サイクリック宇宙論次は物理学における多
9:39
次元宇宙の仮説の1つであるサイクリック宇宙論をご紹介しますサイクリック宇宙論
9:46
のサイクリックはサイクルが語言ですから比較的分かりやすいかもしれません
9:52
サイクリック宇宙論というのは無限の自立的な循環による宇宙論です人間にも星にも
9:59
寿命がありますよねこの考え方では宇宙にも寿命があり寿命を終えた宇宙が消滅し
10:07
その後また新しい宇宙が誕生しますそれが永遠に繰り返されるのですがこうしてでき
10:14
た次の世界は別の宇宙多元宇宙と言えるのではないかということです物理学における
10:21
多次元宇宙論の仮説3M 理論物理学における多次元宇宙の仮説の3
10:29
つ目はM理論でM理論のMはメンブレーンのMですこれはまだ未感性の仮説で11
10:37
次元の仮説理論で構成されていますこの論はかなり複雑な縦横高さ時間で構成された
10:46
4次元要素にさらに7つの要素を加え自身以外の空間や時間に干渉が可能になると
10:53
いう説でその干渉できる世界が解釈次第では他の宇宙多元宇宙とも認識できるという
11:01
ものです南海であるために未感性のままなのかもしれませ
11:06
ん哲学及び論理学における多元宇宙仮説続いては哲学及び論理学における多元
11:16
宇宙の仮説について説明していきます哲学が入るということは思想も入るということ
11:22
ですね最初に説明するのは要素実在論です
11:29
この理論はアメリカ合衆国の哲学者デイビッドケロッグルイス氏によって提唱
11:34
されたもので内容としては実在の世界は無限のセットの中にある理論的に可能な
11:41
世界の1つに過ぎないというものこれは私たちの住んでいる世界の外に可能世界が
11:48
実在するという解釈なのですが通常の多元宇宙論と異なり1つの認識できる世界から
11:55
見たものではありません結論を言うと全てのの可能世界は存在するというものでそれ
12:02
に続くのがトランスワールドアイデンティティですこれはあらゆる与え
12:07
られた宇宙に無限の同一コピーがあると仮定した場合多元宇宙の枠組には異なる
12:14
可能世界に同一の物体が存在できるというもので哲学及び論理学からなる思想な話
12:21
ですから理解する方が難しいかもしれませんさらに異なる可能世界に存在する物体は
12:29
それぞれ同一というより類似しているとみなされるべきであると説明が続くのです
12:34
がこの内容から考えるとトランスワールドアイデンティティの考え方はある種の
12:40
パラレルワールドに近い多元宇宙の解釈と言えるでしょう最後は挙行実在論について
12:47
説明していきますがこれは意外とシンプルで捜索した巨像のキャラクターや世界が
12:54
存在しているという解釈です漫画でも小説でも捜索した物語の世界は確かにその本書
13:02
の中に存在しているため確かにある意味では多元宇宙と言えるのかもしれませ
13:08
ん本当に多元宇宙論の検証は不可能なのか
13:13
仮説ばかりですから実証するのは難しそうですよねただ多元宇宙論を実証できないと
13:20
否定する学者たちがいる一方でアメリカカリフォルニア大学バークレコの野村泰典
13:27
教授のようにバースについての新たな見方を提唱する人もいます野村安教授によると
13:35
私たちが見ているこの宇宙以外にも無数の宇宙が存在し今も次々と生まれているそう
13:42
ですつまり宇宙は単一のユニバースではなく多数の宇宙が存在すると断言してい
13:49
ます
13:57
マルチバーホルダーってできているというものでこの方程式を解くと10の500
14:03
条項と言われる回が出てきますこの回が存在する宇宙の数となりますこの長原理論
14:11
と合わせてインフレーション宇宙理論を突き詰めるとインフレーションによる宇宙の発生が量子力学的な確率から考えて1つ
14:20
ということは不自然になり現在観測できているものが全てだと考える方が革命的な
14:26
考えだと野村泰典教授は述べていのですスティーブンホーキング博士はなくなる前
14:32
に次のようなことを論文で残していました一旦宇宙のインフレーションが始まると
14:39
宇宙全体が一様に急膨張したり止まったりするのではなく局所的にインフレーション
14:45
を続ける領域がいくつも現れることを予測するとこれは宇宙のインフレーションが
14:53
たくさん起こっているということでスティーブンホーキング博士は多元宇宙が存在することを実証しようと力を尽くして
15:00
きましたしかし残念ながらスティーブンホーキング博士はそれを実証できないまま
15:07
この世去ってしまったのです現状では実証することはできていませんが近年の研究で
15:14
マルチバースつまり多元宇宙がどんなものか具体的に明らかになりつつあります
15:21
さらに科学が発展すれば多元宇宙論のことも実証できる日が来るかもしれませんね
15:32
宇宙はどこまで続いているのか考えたことはありますか宇宙の果てはどこなのか
15:39
そしてどうなっているのかそもそも宇宙に果てはあるのでしょうか宇宙は有限だと
15:45
いう人もいれば無限だという人もいます今回は宇宙の果てはどうなっているのかに
15:52
ついて見ていきましょう宇宙の果てはどうなっているのか宇宙の果てについては昔
15:59
から様々な予想が立てられてきましたアインシュタインも宇宙についての考察を
16:05
しており宇宙の大きさは過去現在未来英語に変わらず常に定数だと予想しました
16:13
つまり彼は宇宙は無限であり普遍だと言ったのですしかし後にこのアインシュタイン
16:20
が提唱した宇宙定数説は間違っていたと判明しますニュースでそれを聞いた
16:26
アインシュタインは人生のちだったと後悔したと言われています膨張する
16:33
宇宙1946年にジョージガモフが提唱したビッグバン宇宙論によって宇宙はビッグ
16:41
バンという大爆発により誕生し今も膨張を続けているということが分かりました宇宙
16:48
が膨張していることはガモフの発表より少し前の1929年のエドウィンハプルラ
16:54
による研究の頃から判明していました彼らの研究によってどの方向を見ても
17:01
ほぼ全ての天体が地球から離れていっておりしかも遠い天体ほど地球から遠ざかる
17:08
速度が早いことが発見されましたオーブンの中で膨らんでいる巨大なレズパンに
17:14
例えるとイメージしやすいかもしれませんオーブに入れて焼き上げる前の表面にある
17:20
レズを銀河パン生地を宇宙と考えるとオーブンで焼いてパン生地が膨らむにつれ
17:26
てレズ同士のはどんどん広がっていきどのレズから見ても他のレズは遠ざかっていき
17:33
ますしかもその速さは遠のものほど早くなっているのですがそれはレズが埋め込ま
17:40
れたパン生地自体が膨らんでいるからです膨張しているため遠い天体ほどさらに離れ
17:47
ていきます宇宙が膨張しているということが観測から明らかになったとしてもどうし
17:53
て誰も見たことがないのに大爆発があったと言えるのでしょうか宇宙が膨張している
17:59
のであれば過去の宇宙はもっと小さいものであり極限まで遡るとそこには宇宙の全て
18:07
のエネルギーが一点の中に詰め込まれ外に向かって拡張し始めた瞬間が存在したと
18:13
いうことになりますよねその瞬間がビッグバンで最初のビッグBANが起こったのは
18:19
138億年前と言われています夜空の星を見る時に私たちは過去の星の姿を見ている
18:27
という話は聞いたことがあるでしょうか遠くの星だと光が地球に届くのに時間が
18:34
かかるため実際は何万年も前の星を見ていることになるのですある天体が地球に
18:41
いる私たちに見えるということはその天体が発した光が地球に届いたということです
18:48
もし120億高年彼方に見える天体を観測したとするとそれは120億年前にその
18:55
天体を出た光を今受け取ったといういうことになり宇宙が誕生してからわずか
19:01
18億年しか経過していない宇宙の初期の頃の天体の姿を見ていることになります
19:07
つまり138億高年先の星を見ることができたら宇宙の始まりの頃の天体が見
19:14
られるのです宇宙が誕生したのが138億年前ですから理論上地球から最も遠に観測
19:23
できる光は138億年かけて地球に届いた光でそれ前の光については宇宙そのものが
19:31
なかったので何も見えるはずがないということになります観測可能な宇宙の
19:37
果て138億年前に光を放った天体は現在
19:43
何億高年離れた場所にあるでしょうか宇宙は膨張し続けているので138億年かけて
19:50
光が地球まで届くまでの間にも星と地球の距離は広がり続けますそのため現在の実際
19:58
の位置は約470億高年と予想されていますつまり観測できる宇宙の果ては半径
20:06
470億高年だということです今の天体望遠鏡で見れば470億年先にある宇宙が
20:15
始まったばかりの頃の天体も観測できるのでしょうか今の人類の観測限界はハプル
20:22
宇宙望遠鏡を使って134年前の宇宙まで直接見ることができ
20:29
つまり理論的には134年前の宇宙までは観測できますが残りの4億年分は観測でき
20:37
ていないということですではもし地球から 469を高年離れた星に住んでいる人がい
20:45
たとしたら宇宙の果てまで1億高年しか離れていないということになるのでしょう
20:50
かそもそも地球は宇宙の中心ではないので地球から469個離れい星から見てどの
20:59
方向を見ても理論上は470億高年先まで観測することができるはずです地球から
21:07
観測できる宇宙の果て半径470億高年を超えた先には何があるのでしょうか永遠に
21:16
観測できない宇宙地球から観測できる宇宙の果ての先に何があるのかは分かってい
21:22
ませんその先については地球から永遠に観測することがないことが分かっています
21:30
宇宙は膨張していて地球からの距離が遠ければ遠いほど地球からの交代速度が
21:37
早いのですがある距離を超えると交代速度は光の速さよりも早くなるとされています
21:44
つまりある一定の距離よりも先にある天体が走った光は永遠に地球に届くことはない
21:51
ので永遠に観測することができないということです算数の問題で君が家から公園まで
21:59
時速何kmかで向かってその数分後に高君の弟が時速何kmかで追いかけましたの
22:07
ような問題がありますよね先に出発した高志君の移動速度が後から家を出た弟の
22:14
移動速度と同じだったり早かったりすると弟はた君に永遠に追いつくことができませ
22:20
んそれと同じで情報を伝える光より早い速度で交代し続ける天体の情報は永遠に
22:28
地球には届かないのです宇宙空間で光より早く情報を伝えるものはないので宇宙の
22:36
果ては永遠に観測することができないということですね宇宙は有限か無限か宇宙に
22:44
果てがあるかないかを考える時に宇宙は無限か有限かが議論されてきました最近の
22:52
研究者たちは宇宙は球体のような形をしていて有限だが果てはないという考えを指示
22:58
していますでは地球の果てはどこにあるのでしょうか例えば地球上のある地点から
23:06
同じ方向に向けてまっすぐ移動し続けたとしたらまた同じ地点に戻ってくることに
23:12
なりますよね宇宙空間がもし球体であるとすれば地球のように有限だけれども果ては
23:20
ないということになります地球に果てがないと思えるのは地球の全体像を知って
23:26
いるからでもし地球の全体像を知らなければ地球上に住んでいて自分で気がつくこと
23:33
は難しいですよね全体が大きすぎて地球上に住んでいる状態だと地球が丸いという
23:40
ことは目に見えませんこれは膨らんだボールの上で十王無人に歩き回るあに例え
23:47
られたりもしますがあには2次元の概念しかないのでボールの全体を知ることは
23:53
なくいくら歩いても果てがないことを知る余しもないというわけですですもしも他の
24:00
次元の概念があれば宇宙の全体が見えるのかもしれないのに私たち人類にそれがない
24:06
ので全体が見えていないとも考えられますね宇宙多次元伝説についても研究が進め
24:13
られていますが全体を知ることができなければ果てがどうなっているかは分かり
24:18
ません三角形を用いた予想全体が見えなく
24:23
てもある程度の予想はすることはできます実は身近なあるものを使って宇宙の全体像
24:31
についての予想が行われました身近なあるものとは三角形です三角形を使ってどう
24:39
やって予測するのでしょうか三角形の内角の輪は180°ですよね地球上の離れた3
24:47
点を結んで巨大な三角形を書いたとしたら内閣の輪はどうなるでしょうか地球は丸い
24:55
ので三角形は歪み内角の輪は180°より大きくなりますつまりこれを宇宙空間にも
25:03
応用し三角形の内閣の輪が180°であれば空間は平面で内閣の輪が180°より
25:10
大きくなれば空間は地球のように丸く歪んでいるということが分かります結果は
25:17
2003年のウィルキンソンマイクロ派違法性探査機の観測結果から理論的に
25:23
導き出された様々な数字を用いて宇宙空間に形を書いたところ三角形の内閣の輪は
25:31
ほぼ180°でしたつまり空間はほぼ歪みのない平面だったということでありこの
25:38
場合ある地点で空間がぷっつりと切れるというのは不自然なので宇宙空間が無限に
25:44
広がっているということになりますこれによって宇宙は無限に広がっていると証明さ
25:51
れました宇宙は球体で有限であると考える研究者が多いもののこの実験で宇宙空間は
25:58
平面で無限に広がっていると決定付けられたわけではありません私たちが観測できる
26:06
470億光年の範囲の宇宙はほぼ平面だったということですつまり地球の周りの空間
26:13
は平面に近かったのですがその先に行くと全く違う空間の歪み方をしており
26:20
ものすごく遠目から全体を見るとびな球体のような形になっているという可能性も
26:26
十分にあります宇宙に始まりがあったからにはやはり有限であると考える方が自然
26:34
ですよね別の歪み方をしている空間はどんな風になっているのでしょうか重力の
26:41
違いから星が形成されずガスが充満するだけであったりブラックホールが無数に
26:47
存在するなど様々なことが考えられていますいずれにせよ私たちの知っている宇宙
26:54
とは全く異なっている可能性が高いようです私たちの知っている宇宙がほぼ平面の空間
27:01
であることが地球のような生命が住める星ができた大きな要因の1つかもしれません
27:08
結局のところ宇宙の果てについてはよくわからないということですね答えは出ない
27:15
が答えこの究極の謎については哲学者のカトが1つの答えを出していますカトは
27:24
宇宙が有限か無限か答えは出ないという答えを出していますがこれはとても論理的
27:30
な考え方です宇宙が有限か無限かというこの問は2立排反といってどちらの立場に
27:38
立って証明しようとしても矛盾が生じそもそも議論が成り立ちません例えば宇宙
27:45
は時間的にも空間的にも始まりと終わりがあると言い有言論の立場だとビッグバンに
27:51
よって宇宙が始まった以前には何があったのかということになります時間も空間も何
27:58
もないところから何かが生じるのはおかしいですよねビッグバンの前には前の
28:04
宇宙があったとしたらどうでしょうかではその前の宇宙はどうやってできてその前の
28:11
ビッグバンはどうやって起きたのでしょうかこうして永遠と続くので有言論では真の
28:17
始まりを証明することができず無限に同じ問を繰り返すことになります時間的にも
28:24
空間的にも始まりも終わりもという無限論の立場に立てば現在までに無限の時間が
28:31
過ぎ去ったことになりますしかし無限が過ぎ去ってしまうというのは矛盾であり
28:37
無限に現在という限界点があるのもおかしいですよね空間に関しても始まりが
28:45
ないのに膨張し続けるのは矛盾します何もないところからいきなりレズパが現れて
28:52
膨らみ始めるというのは明らかに不自然ですよね有限であることも無限であること
28:58
も説明がつかないということです物理的に地球からは永遠に観測できない範囲がある
29:05
ことも踏まえるとこれは決して答えの出ることのない問いかもしれません今日も多く
29:13
の研究者がこの究極の謎に挑戦し続けています彼らにとって答えのない問を追いかけ
29:20
続けることそのものがロマンなのかもしれませんこの世の全てのことが解明されて
29:27
しまったら少し寂しい気持ちもしますし宇宙は不思議で面白いです
29:36
ね今までに考えてみたことがありますか宇宙って何でできているのだろうと分かっ
29:43
ていそうで実はよく知らない人が多いのではないでしょうか宇宙が何でできているか
29:50
はまだ結構謎に包まれているものの明らかになった事実もあります今日のテーマはは
29:57
ダークマターとダークエネルギーです謎がまだ多すぎるテーマですが一緒にこの謎に
30:04
迫っていきましょうダークマターとはまずはダークマターというものについて説明し
30:11
ますダークマターを日本語に訳すと暗黒物質この暗黒物質は実は天文学的な現象を
30:21
説明するために考え出された物質です質量は持っているが光学的に直接観測できない
30:29
ものとされています天文学的な現象を説明するために考え出されたということは仮説
30:36
的な感じで考案された物質なのでしょうかまさにその通りでこのダークマターが実在
30:43
してるかどうかは分かっていません人が現象を説明しやすくするためだけに喪失さ
30:49
れた物質ですからそれに加えてダークマターは銀河系に
30:54
広く存在する物質とはほとんど相互作用しないといったようなことが推測されてい
31:00
ますやはりまだ想定の中でしか分析できていないの
31:05
です観測的にその存在を示唆している観測事実は増えてきているものの実際にはその
31:12
詳細な正体は全く分かっておらず未知の存在と言えますダークマターという単語を
31:19
よく耳にする割にはその実態が解明されていないとは驚きですねそんなダークマター
31:26
ですがそのの実在を裏付ける証拠もいくつか存在しますダークマターが存在している
31:33
証拠ダークマターは電磁波を走っていないため望遠鏡では一切観測することはでき
31:40
ませんしかしあくまで質量を有する物質であるからには重力を返して影響が及ぶの
31:47
ですそのことからダークマターが存在する証拠がいくつか上げられます今からその
31:54
うちの2つを紹介していきますね証拠1 銀河の回転まず証拠の1つ目ですが銀河の
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回転からダークマターの存在を把握できますそもそも回転している物体というのは
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遠心力が働きますよね遠心力はご存知の通り中心から離れる方向に働く力のこと
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銀河の中心の周りを回っている星たちも同じように遠心力で回っていますそして
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その心力は銀河の回転スピードが早ければ早いほど強まっていくの
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です確かに両手に物を持ってぐるぐる回った時に勢いよく回った方が遠心力が強く
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働くことを実感できますよねこの遠心力と銀河に存在している物質に
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よる重力が均等になることによって好転している星が銀河内にとまることができて
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いるわけですつまりそこで均等が保てなかった場合は銀河内の星たちがどんどん
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外に出ていってしまう可能性があることになりますしかし実際に銀河の回転速度を
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測ってみたところ回転速度による延伸力と釣り合いがちゃんと取れていなかったの
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ですということは遠心力の方が強かったということでしょうかその通りです銀河を
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構成する質量から色々と計算したところ回転速度がかなり早かったことが判明し
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ましたすなわちこの状態では銀河内の星が延伸力で出ていってしまうはずなのです
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それにも関わらず銀河内にとまっているということは何かしら別の存在があるはずだ
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と推測されたわけですそれがダークマターの存在につながりましたちなみにこの証拠
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からダークマターは電磁波を発しない物質という見方をすることができましたそして
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このダークマターは銀河内に大量に存在しているといういうことも考えられています
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ダークマターは結構偉大な物質なのですね証拠に重力レンズ
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効果次に2つ目の証拠である重力レンズ効果について見ていき
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ましょう重力レンズとは遠くの銀河と私たちの間にある異なる銀河の重力によっ
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て遠くの天体が発した光の進行方向が曲げられることを指しますそれによって遠くの
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天体の像が歪んで見える現象を重力レンズ効果と言います宇宙でもそういった現象が
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起こるのですねその際遠くの天体と私たちの間の銀河の質量が大きければ大きいほど
34:43
遠くの天体が出した光は曲がりやすくなります先ほどダークマターは観測できない
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から目には見えないといったことを覚えていますかダークマターを観測することは
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できませんがこういった天体の像が歪んで見える現象を詳しく分析することで銀河内
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に重力レンズ効果をもらしている物質があると判断したわけですそしてその物質
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こそがダークマターというわけですちなみにその重力レンズ効果の大きさによって
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その銀河に存在するダークマターの質量を推測することも可能になります計算するの
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はものすごく大変でしょうがそれができる天文学者は偉大だと思いませんかダーク
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エネルギー次にダークマターと似た存在であるダークエネルギーについて紹介して
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いきますダークエネルギーという名前を聞いたことがありますか名称は似ています
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がダークマターとは全く異なる存在ですダークエネルギーは日本語で暗黒
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エネルギーと言われていて天文学において宇宙全体に浸透しているエネルギーとされ
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ていますそしてこの暗黒エネルギーは宇宙の膨張を加速していると推測されてい
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ます宇宙全体に浸透しているとは相当強力なエネルギーであることが想像できますよ
36:10
ねですがこの暗黒エネルギーも先ほどのダークマターと同じようにあくまで仮説上
36:17
のエネルギーに過ぎませんつまり実際に存在しているのかどうか分からない
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エネルギーというわけです宇宙は多くの謎に満ちていますから仮説を立てて1つずつ
36:30
理解を深めていくしかないのでしょうそして2013年までに発表された天文
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衛星プランクの観測結果によれば宇宙の質量とエネルギーに占める割合は通常の
36:43
物質が 4.9ダークマターが 26.8ダークエネルギーが68.3%と
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導き出されていますということは宇宙の半分以上がダークエネルギーということに
36:59
なりますそう考えるとこのダークエネルギーは相当大きなエネルギーだと
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いう感じがしますねダークエネルギーの観測的証拠ダークエネルギーの発見は
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1990年代後半にHz超神性探索チームと超神性宇宙論計画という観測チームが超
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神性を観測していたことが発端でしたこの 2つの専門チームが宇宙が加速膨張して
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いるということを自分たちで立証することに成功したのです簡単に言うと宇宙が膨張
37:36
していることを自分たちで研究してきちんと結果を導き出したということに
37:41
なりますその時の研究ではダークエネルギーが宇宙の約7割を占めていることも判明した
37:49
のですこの研究結果が世に発表された時周囲の反応はどんな感じだったと思います
37:55
か周りの人々の驚きはそれはもう大変なものだったようですまた宇宙背景放射という
38:04
事柄からもダークエネルギーの存在を立証することが可能です宇宙背景放射という
38:12
言葉を全く聞いたことがないかもしれませんねこれはマイクロ派のことで天球上の全
38:19
方向からほぼ均等に観測されていますただしこれに関してはとても柄なので
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分からなくても無理はありません天文学は宇宙空間さがに果てしなく奥が
38:35
深い学問分野ですのでこの宇宙背景放射の非法性から宇宙論パラメーターを求める
38:43
ことができるのです宇宙論パラメーターとは宇宙の性質を特徴づける一連の
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パラメーターを指しますそしてそれらの観測からダークエネルギーが存在している
38:56
というが強く言われているわけです私たちが知らないことを天文学者たちが解明して
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教えてくれているのですね3つ目の証拠はバリオン音響振動を元にダークエネルギー
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の存在が実証されたことです聞いたことがない単語がまたまた出てきましたこの
39:18
バリオン音響振動はどういったことが起きるのでしょうか先ほどダーク
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エネルギーは宇宙を膨張さと説明しましたそして宇宙が膨張する時に星などを構成
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するバリオンの共鳴していた距離が凍結されるのですそうなると銀河ごとの距離が約
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4.57億光年として銀河分布に刻まれる現象が起きますそしてその現象がバリオン
39:48
音響振動ということになりますとても難しい現象ですよねですがバリオン音響度
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を分析して宇宙論パラメーターを解くことによってダークエネルギーの存在を強く
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支持するための証拠になっているのですダークマターとダークエネルギーの
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違いここまででダークマターとダークエネルギーについて少しお分かりになった
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と思いますがこの2つの違いを最後に見ていきましょうまず大きな違いとしてダーク
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マターが宇宙の所々に塊として存在している一方でダークエネルギーは宇宙全体に
40:29
均等に存在している点があげられますまたダークマターは観測できないにも関わらず
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重力を持つ物質ですがダークエネルギーは宇宙の膨張を促進する力を持っているの
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です名前はとてもよく似ている2つですが中身を見てみると全く違う存在だという
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ことが分かりますねダークマターとダークエネルギーは全く違う存在とわていても
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まだそれぞれに潜む謎はたくさんありますからこれからも決定的な違いが次々に発見
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されるかもしれませんそしてこういう素晴らしい発見をしてくれるのは今も日や研究を続けている天文
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学者や宇宙物理学者の方たちですこれからも素晴らしい研究を続けていってほしい
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ですね宇宙はビッグバンによって誕生したと
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いうのが最も有力な説だとされていますしかし何もないところから急にビッグバン
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が起こるなんてちょっと腑に落ちないような気がしませんか実はこの点については
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世界中の研究者たちも納得していないようですハッブルの宇宙膨張論とガモフの
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ビッグバン宇宙論によって現在の宇宙が膨張を続けていることは分かっています
41:53
このことから過去には一点に全てのエネルギーが集中して大爆発を起こした
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瞬間すなわちビッグバンによる宇宙誕生の瞬間があったと言えると結論付けられる
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ようになりましたしかしながらビッグバン以前の宇宙については依然として解明されていませんだ
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からと言ってこの謎解きを諦める必要はないでしょう解明には至っていないものの
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現在までに判明しているデータや理論からビッグバン以前の宇宙の姿についていくつ
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かの仮説が提唱されています今日はその中でも特に有力な3つの説を解説しながら
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宇宙誕生前は何があったのかという謎に迫っていきたいと思い
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ますエントロピー増大の法則宇宙誕生前は何があったのかに関する
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仮説を紹介する前に宇宙にエントロピーがとても低いという奇妙な性質があることに
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触れておきますエントロピーとは大まかに言うとごちゃごちゃどみたいなものエントロピー
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は外的な力が働かなくても時間の経過と共に増大していくものであり逆はありえない
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というのがこの世界の物理原則ですこれをエントロピー増大の法則と呼び
43:16
ます皆さんの頭の中までごちゃごちゃにならないように分かりやすい例をあげます
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ねまず水が入ったコップを想像てみてくださいそのコップにインクを一滴ポトン
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と垂らすとどうなりますかインクは南に触れた後にうねうねとした模様を描き
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ながら次第にコップ全体に広がって混じっていきますよねこの水とインクの例で言えば最初に水を
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垂らした時のコップは秩序が高い状態でその後インクが水に混ざってぐちゃぐちゃ
43:51
になったコップは秩序が低い状態だと言えますエントロピーはごちゃごちゃ度つまり
43:59
乱雑具合の高さを表す指標ですですから秩序が高い状態ではエントロピーが低く
44:07
ごちゃごちゃして秩序が低くなった状態はエントロピーが高いということになり
44:12
ますつまりこの話ではインクを垂らした後時間の経過と共にエントロピーが増大して
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いったと表現できるのです何か外的な力が加わらない限りインク
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はコップの中で無秩序にどんどん広がっていくばかりで最初に南にポトンと落ちた
44:32
瞬間の一点に戻っていくことはありえませんすなわち物事は放っておくと乱雑無秩序
44:41
複雑な方向に向かい自発的に元に戻ることはないという解釈が成立しますこれが
44:48
先ほど触れたエントロピー増大の法則です皆さんの頭の中のごちゃごちゃとがぶ解消
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されてきましたかこのエントロピー増大の法則は宇宙全体にも及ぶ超重要ルールでも
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あります宇宙はその創世器以来膨張することによって徐々に乱雑さを増していく
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ように進化してきましたビッグバンによって宇宙の始まりである一点から急激に
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広がりあちこちでガスが集まりそこから星ができ星が集まって銀河ができ1381億
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年かけて今の姿になるまで複雑な発展をしてきたのですこのような宇宙の発展は無秩序な方向
45:35
へと不可逆に向かってきたものでありエントロピーが増大した結果と言えます
45:41
そしてすでに言いましたように現在の宇宙のエントロピーはまだまだとても低い状態
45:47
ですこのことから初期の宇宙のエントロピーはさらに低くて今よりさらに
45:53
高い秩序が確立されていたと推されています誕生から138億年も経っているのに
46:01
未だにエントロピーがとても低いとは宇宙は一体どこまで進化するつもりなの
46:07
でしょうかビッグバン以前について考察する時エントロピー以外にも現在の宇宙との整合
46:14
性を考慮すべきことはたくさんありますがエントロピー増大の法則は是非とも頭の中
46:21
に入れておくべき視点の1つですそれでは宇宙誕生前に何があったのか
46:27
について現時点で考えられている有力な仮説をいくつか紹介しますビッグバンス
46:35
理論1つ目の考え方はビッグバンス理論ですビッグバンスを直訳すると大きな弾み
46:43
という意味になります直訳を聞いてもピンと来ないかもしれませんがこの説が主張し
46:49
ているのは宇宙はアコーディオンのように膨張と収縮を無数に繰り返しているという
46:56
ことです我々の宇宙は今は膨張し続けていますがどこかでバウンドして収縮に転じ
47:04
宇宙はまた縮んでいって一点に集まり新たなビッグバンが生じることになるという
47:10
内容を意味していますなぜバウンドが生じるのでしょうか現在の宇宙論では
47:17
ダークエネルギーという未知のエネルギーが宇宙全体に浸透し宇宙の膨張を加速させ
47:24
ていると考えられていますこのダークエネルギーは将来的に宇宙を
47:29
収縮させる可能性がありますダークエネルギーの作用によって物質は崩壊して
47:36
超大質量のブラックホールになりやがてそのブラックホール同士が合体し宇宙全体
47:42
が1点の得意点に集まるということですそしてその1点から再びビッグバンが
47:49
起こるというのですつまりこの説によると宇宙は複数回存在したこことになります
47:57
現在の宇宙の始まりであるビッグバンはそれより前に存在した前の宇宙が収縮する
48:03
ことで起こったのだという考え方ですしかしこの説には問題点があります
48:10
先ほど説明したエントロピー増大の法則を思い出してくださいこの世界の物質は放っておくと
48:18
乱雑さが増していき1箇所に固まっていたものがどんどん広がっていくという宇宙
48:24
全体に及ぶ重ルールです1点から大爆発が起こり自然にまた1箇所に収縮するという
48:32
仮説はエントロピー増大の法則に反する現象になってしまいますそれではビッグ
48:38
バウンス説は却下ということになってしまうのでしょうかこれはあくまで我々の
48:45
知っている宇宙理論では説明がつかないというだけのことですだからといってビッグ
48:51
バン施設を完全に否定することはできませんなぜなら我々に分かっていることは1つ
48:57
だけ少なくとも我々が知っているこの膨張する宇宙においてはエントロピー増大の
49:04
法則が成り立っているということだけなのですから人類が実際に立ち会えているのは
49:11
宇宙が膨張している世界しかないのですもしかしたら収縮する宇宙の世界では逆に
49:18
エントロピー減少の法則が成り立つなんてこともあるのかもしれませ
49:23
ん無から始説2つ目の考え方は宇宙は無から始まった
49:30
説ですかの有名な車エスの天才博士イギリスのスティーブンホーキングは無
49:37
教会宇宙論を提唱し宇宙は無から自身を想像できると指摘しました彼は宇宙を想像
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させるのに神を呼ぶ必要はないと語りました無から宇宙を想像するなんてすぐに理解
49:53
するのは難しいですけどねね現在の宇宙が膨張を続けているということから過去の
50:00
宇宙は今よりもずっと収縮したものであったと推測できますそれで極限まで収縮した
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一点が先ほど説明した得意点ですそしてその宇宙は得意点から始まったという部分
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が研究者たちを悩ませていたポイントでもありました宇宙の全エネルギーが一点に集中すると
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いうことはギ密度は無限大でありながら体積は限りなくゼに近いという不自然な
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状態になってしまうからですそこでホーキングは膨張する宇宙を逆再生して一
50:38
点の得意点に収縮させるような従来のモデルではなく少しカーブを緩やかにする
50:44
ことで得意点が存在しない無教会宇宙というモデルを発表しまし
50:50
たそのためにホーキングが持ち出したのが虚数時間という考え方
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です虚数というのは2乗するとマイナスになる数字のことプラスとプラスをかけても
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マイナスとマイナスをかけても両方プラスになりますから2乗してマイナスになる
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数字なんて存在するはずがないですよねまさにその通りで虚数というのは実際の
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生活には存在しない数字のことなのです言い換えると虚数時間とは通常の時間とは
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異なるの実生活では関わることのない時間のことを指しています虚数時間は数学的に
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言うと空間の1方向だと考えられます通常の方向といえば縦横高さの3つですよね
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それに加えて第4の方向が虚数の時間ということです虚数時間なのに方向を表す
51:50
ことや第4の方向があることなどはすぐには理解できないかもしませんとにかく宇宙
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誕生に際しては時間という概念は存在せず空間としての4つの方向が存在していて
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その空間のうちの1つの方向が出し実数の時間になったという考えがあるということ
52:11
を覚えておいてください次に虚数時間の存在が宇宙が無
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から始まったこととどう結びついているのかを説明しますホーキングの理論で膨張を
52:24
逆再生見ると虚数時間の存在によって宇宙は一点の得意点ではなく限りなく小さな
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宇宙の状態になります限りなく小さな宇宙の正解は当然ながら人間の目には見えない
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ミクロの世界つまり量子力学の世界です量子力学の世界では粒子と反粒子が
52:48
存在しています理科の授業で習った記憶があるかと思いますが粒子とは物質を
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バラバラにしていったら残る最小単位のことですよね反粒子はマイナスの粒子と
53:01
考えることができます全ての粒子には反粒子のパートナーがいますが実はこの反
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粒子は実際には存在していませんなぜなら反粒子は生まれた瞬間に粒子とくっついて
53:16
消滅してしまうからですですから反粒子を観測することは事実上不可能なのですが
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理論上は存在していることが分かっていますこの粒子と反粒子が生まれては消える
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不安定な状態を真空のゆらぎと言います真空のゆらぎなんて聞くとなんだか好奇心
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をそられませんかここで言う真空とは分子や原子素粒子
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なども取り除きそれらの元となるエネルギーも全て取り除いた状態つまり無
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の状態のことですこのような無の空間を作ると次の瞬間には粒子と反粒子が誕生し
53:58
ては消えるを繰り返し真空の揺らぎが発生しますビッグ版前の宇宙つまり無の空間で
54:05
も粒子と反粒子が生まれては消えるを繰り返していたと考えられているのです
54:12
そして真空のゆらぎの中で運よくエネルギーを獲得して急激に膨張した粒子
54:19
と反立士がありましたそれらが後にビッグバンを起こし現在の宇宙が生まれたという
54:26
ことになります理論上は粒子と反粒子が生まれては打ち消し合っていたとしても
54:33
実際に観測できるものではないため無から宇宙が生まれたという表現ができるのです
54:39
ね無から宇宙が生まれたことが理論的に説明できるなんてとても新鮮な驚きだと
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思いませんか幕宇宙論3つ目の考え方は幕宇宙論です幕宇宙論
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はM理論と呼ばれる最先端の理論に基づいた宇宙の捉え方で宇宙は11次元の膜が
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複雑に組み合わさってできているという考え方ですそもそも11次元という概念が
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あること自体知っていましたか3次元とか 4次元以降は聞いたこともないという方が
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多いかもしれません我々の住む世界の縦横
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奥行きを構成するのはご存知の通り1から 3次元ですそこに時間の要素を加えると4
55:30
次元になりますタイムマシンは4次元を移動することで空間や場所のみならず過去
55:37
や未来といった異なる時間の間も自由に移動することができるという理論になって
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います皆さんは5次元以降の残りの7つの次元はどんな風になっていると思いますか
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全く想像できないと答えた方は正解です残りの7つの次元は3次元世界で生きて
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いる人類には認知することができないと言われているからですそれらはぐるぐる巻かれたり
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折りたたまれたりして素粒子に張り付いているなどと言われています当然ながらそれ
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らは触れることは愚か見ることさえできませんこの理論では幕と幕がぶつかった
56:19
ところに宇宙が生じるとされ宇宙は無数に存在することになっていますそして膜宇宙
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同士が近づいて衝突すると衝突のエネルギーが膜宇宙の中の物質や光に変換
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されますこうして物質や光が生まれることで宇宙は高温高密度なビッグバンの状態に
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なります衝突した膜中はどうなってしまうのかというと衝突したもの同士が膨張しながら
56:49
互いに遠ざかっていきますそして遠い将来に再び近づいていって再度衝突してビッグ
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バンを起こすのですこうして宇宙は何度もビッグバンを繰り返すことになるわけですねこの説が
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正しいとすればビッグバンとは幕と膜がぶつかって宇宙が生まれる瞬間であり11
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次元の世界の至るところで起こっている結構ありふれた現象なのかもしれないと
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いうことになります我々の宇宙以外にも無数に宇宙が存在するなんてまさに
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パラレルワールドの世界ですよねただし我々には幕や11次元という世界
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を認知することができないため別の宇宙や別のビッグバンを観測することができない
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というのが結論です現時点では観測や実験事実を説明するまでには至っていませんが
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宇宙の成り立ちから様々な現象までを説明できる基礎理論として研究が続けられてい
57:51
ます宇宙誕生前に何があったのかについて 3つの仮説を紹介しましたがいかがでした
57:58
かどの仮説も説得力がありどれが正解なのか判断できませんよねいずれの説も単なる
58:07
思いつきで唱えている理論ではなくてデータや数式から導き出された結果です
58:12
から科学の奥深さには感動するばかりですそういえばホーキングが無教会宇宙論を
58:20
発表する以前にこれまでの研究の功績を称えられて教皇から科学省を授与された
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ことがありましたその際にローマ教皇はビッグバン以降の
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宇宙の進化を研究するのは大いに結構だがビッグバン自体を探求してはなりません
58:38
それは神の身業だからですと発言したと言いますこの時ホーキングはすでに神が存在し
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なくても無から宇宙が誕生できるとする無教会宇宙モデルの研究に着手していたと
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言いますからなんととも皮肉なものですよね科学が進歩することにかつては神の身業
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だったものの正体が1つ1つ解明されていくわけです宇宙誕生前はどうなっていた
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かなんてまさに神の領域に踏み込むテーマだとも言えますだからこそ人々は今日も
59:15
夢中でその答えを追い続けているのかもしれませ
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ん重力は普段から私たちの体にも働いてい
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ますが体感することはそう多くありません地球以外の惑星例えばお隣の金星や火星
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などに行けば地球とは重力が違います火星に行けば地球よりも重力が小さくジャンプ
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をすれば体の軽さを大いに体感できるでしょうちなみに同じ地球上でも場所に
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よって重力の大きさは異なります今回はそんな身近ながらに不思議な力である重力
59:58
の謎を紹介していきます1なぜ質量がある物体同士は引き合うのかまず私たちが
1:00:07
暮らしている地球上での例を考えてみましょう地球にいる時私たちは地面に
1:00:13
引っ張られるように感じますこの引っ張りの力が重力ですこれは地球の質量が私たち
1:00:22
の体に引力を及ぼしているためですまた私たちが立っている地球の上には月や
1:00:28
太陽なども存在しこれらも地球に引力を及ぼしていますこのように物体同士が
1:00:35
引き合うのは質量を持つ物体が周りの空間を歪めるためです1つの物体の周りの空間
1:00:43
が歪まと別の物体がその周りに存在する場合その物体に引力が生じるのですこの力
1:00:51
を重力と呼びますこの謎はアイザックニュートンが提唱した万有引力
1:00:57
の法則に基づくものですニュートンの万有引力の法則は任意の2つの物体の間にはお
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互いに引力が働くことを示していますこの引力は2つの物体の質量が大きくなるほど
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強くなるという性質がありますしかしなぜ物体同士が引き合うのかという理由につい
1:01:19
ては現在でも謎とされています重力は他の基本とは異なり子力学の枠組には収まら
1:01:28
ないため量子重力理論が必要とされています以上のようになぜ質量がある物体同士
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は引き合うのかという問は現在でも解明されていない重力の基本的な謎の1つです2
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重力はどのように伝わるのか重力がどのように伝わるのかは科学者たちにとっても
1:01:50
まだ解明されていない謎の1つですしかし私たちが感じる地球の引力や惑星の軌道
1:01:57
などは重力が伝わることによって起こっています重力は巨大な物体が曲がった時空の
1:02:05
中を動くことによって発生しますこれを想像するためにベッドの中央に大きな重を
1:02:12
置くとベッドが曲がって重が中央に落ちるのを見ることができますこれは物体の重み
1:02:19
がベッドに重力を発生させベッドが曲がることで生じるものです同じように太陽や
1:02:26
惑星などの大きな物体が宇宙の中に存在するとそれらは周りの時空を曲げ重力を
1:02:33
発生させますこの重力によって惑星は太陽の周りを回ったり宇宙船は地球の周りを
1:02:40
周回したりすることができますしかしこの重力がどのようにして物体の間を伝わるの
1:02:47
かはまだ解明されていません科学者たちは重力が重力子と呼ばれる粒子をて伝わるの
1:02:55
ではないかと考えていますがまだその存在が証明されていませんそのため重力の
1:03:02
伝わり方については今後の研究がますます重要となってくるでしょう3重力の速度は
1:03:09
高速と同じなのか重力の速度に関する謎は実は非常に複雑な問題です現在のところ
1:03:18
重力は高速と同じ速度で電波すると考えられているものの確定的な答えははまだ得
1:03:24
られていませんまず重力と光速の関係について考えてみましょう光は電磁波として
1:03:32
知られており電磁波は高速で電波することが知られています一方重力は物体の質量に
1:03:40
よって引き起こされる現象であり重力が発生する際には物体の質量が他の物体に
1:03:46
引力を及ぼすと考えられています実験的には重力が高速で電波することを示唆する結
1:03:54
得られています例えば2017年に発生した中性姿勢合体現象で重力派が高速で電波
1:04:03
したことが確認されましたこれは重力が高速で電波することを示す強い証拠の1つ
1:04:10
です一方で重力が高速で電波することが確定的に示されたわけではありません特に
1:04:18
重力が非常に弱い場合高速よりも遅く電波する可能性があるとされています
1:04:25
これは重力が電波する際には空間そのものが歪曲されるため重力の影響が届くまでに
1:04:32
時間がかかるためです現在のところ重力が高速で電波するかどうかについてはより
1:04:39
正確な実験や観測が必要とされていますただしこの問題に対する答えは今後の科学
1:04:47
的な研究によって明らかにされる可能性があると言えます4なぜ宇宙のエネルギー
1:04:54
密度はほぼ均一なのか宇宙には様々な種類の物質が存在していますそれらの物質には
1:05:02
質量という性質があります質量があるということは重力という力を持っていると
1:05:09
いうことです重力とは物体同士が引き合う力で地球上で私たちが物を持ち上げたり月
1:05:17
が地球の周りを回るようになるのも重力のおかげですところで宇宙には物質だけで
1:05:24
なくエネルギーというものも存在しますエネルギーも物質と同様に重力を持ってい
1:05:31
ますしかし物質が存在する場合と違いエネルギーは質量を持ちませんよねなので
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通常の方法では重力を説明することができませんさて宇宙には暗黒物質や暗黒
1:05:46
エネルギーと呼ばれる私たちが直接観測することができない物質が存在しています
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これらのの物質は重力を持っていると考えられていますところが現在の宇宙の
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エネルギー密度は暗黒物質や暗黒エネルギーを含めてもほぼ均一であること
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が観測されていますこのように暗黒物質や暗黒エネルギーが宇宙全体に均等に分布し
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ている理由についてははっきりとは分かっていませんただし現在の宇宙の性質を説明
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するためには宇宙全体に存在する物質とエネが均等に分布している必要があるとさ
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れていますなぜそうなっているのかまだ謎が残されていますが天文学者たちは宇宙
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全体を観測することでその謎を解く手がかりを見つけようと努力しています5
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重力は暗黒物質にどのように影響するのか重力の謎の1つに重力は暗黒物質の振舞に
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どのように影響するのかというものがあります国物質は見えないため直接的には観測
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できない物質ですが宇宙の中で星が回る速度や銀河同士の相互作用などから存在が
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予想されています暗黒物質が存在することにより銀河の中で星が回る速度が理論より
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も早くなる現象が観測されておりこれを暗黒物質の回転曲線と呼んでいますこの
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回転曲線を説明するためには銀河内部にある物質の重力だけでなく暗黒物質の重力
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も考慮する必要があるとされています一方重力の本質については未解決の問題があり
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ますアインシュタインの一般相対性理論では重力は時空の歪みによって説明されます
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しかしこの理論には量子力学との整合性が取れない問題がありますこのため量子力学
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と一般相対性理論を統合する量子重力理論の発点が待たれています暗黒物質がどの
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ような粒子で構成されているのかは未だに分かっていませんしかし暗黒物質が存在
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することにより重力がどのように働くのかという問題も深く関わっています暗黒物質
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が存在することで宇宙の大規模構造が形成される様子をシミュレーションすることが
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できるようになっており宇宙論の研究に貢献しています重力は暗黒物質のの
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振る舞いにどのように影響するのかという問題に対してはまだ多くの疑問が残ってい
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ますしかし暗黒物質が存在することが分かってきたことで重力の本質についても
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新たな発見が期待されています6重力は時空をなぜ歪めるのかまず重力が時空を
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歪めるとはどういうことでしょうか重力があると物体の動きが変わりますよね例えば
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地球上でで物体を投げると地球の引力によって物体は落下していきますこの引力が
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なければ物体はまっすぐ進み続けるはずですこのように重力は物体の進路を変える
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力を持っていますそしてこの力が働く原因が時空の歪みなのです実は重力というのは
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物体が存在するだけでそれだけで発生するものではありません重力が発生するために
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は物体がを歪めなければならないのですこれをアインシュタインの一般相対性理論
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と呼ばれる理論が説明しています例えば宇宙にある星の重力が地球に影響を与える
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場合を考えてみましょうこの場合星の重力が地球に働くためには星が周りの時空を
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歪めていなければなりませんつまり星は周りの時空を歪めて地球に向かって物体を
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引きつける力を生み出すのですこのように重力は物体の周りの時空を歪め
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物体に引力を生み出しますこれが重力が時空を歪めると言われる理由です7重力は
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他の力とどのように関連しているのかこの問は物理学者たちが長年研究している重要
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な謎の1つです現代物理学において重力は他の3つの基本的な力とは異なる性質をち
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理論的な説明がまだ完全にされていないためです重力と他の力との関係を理解する
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ためにまずは電磁気力との比較を考えてみましょう電磁気力は電荷の存在によって
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生じる力です例えば2つの異なる電荷を持つ物体を近づけると引力あるいは斥力が
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生じますこの力は電荷の存在によって生じるためを持たない物体には影響を与え
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ません一方重力は質量の存在によって生じる力です地球の質量によって私たちは
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地球に引き寄せられていますこの重力の影響は物体が質量を持っていればどこにで
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も現れます例えば地球の近くにある物体だけでなく太陽や惑星銀河などにも影響を
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与えますつまり重力は比較的広い範囲で影響を及ぼす力であると言えます重力と他
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の力との関係についての謎は主に量子力学との関係に焦点が当てられています量子
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力学は微小なスケールでの物理現象を記述する理論です一方重力は宇宙全体を支配
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する力であり非常に大きなスケールで影響を及ぼしますこれらのスケールの違いに
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より重力と他の力との統一的な理論を見つけることが難しくなっていますでは
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重力は他の力とどのように関連しているのでしょうか具体例を上げて考えてみ
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ましょう例えばボールが地面に落ちる時には地球の重力が働いていると考えることが
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できますこの時地球の重力という力がボールに働いているので重力がボールを
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地面に引っ張っていると考えることができますよねしかし実はこの現象には他の力も
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関わっています例えばボールが地面に落ちる時にはボールにかかる重力と同じ
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大きさで逆向きの力が地球からボールに働いていると考えることができますこの力
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を反作用力と呼びますつまり重力は反作用
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力という別の力とつになって存在していることが分かりますこのように重力は他の力
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と密接に関連していることが多いです地球が太陽の周りを回る軌道を取るのも
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地球と太陽の間に働く重力が原因ですまた惑星同士が引き合う力も重力によって説明
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されます一方で重力と他の力との間には未だに解明されていない謎も残されてい
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ます特に電子力学に基づく量子重力と呼ばれる理論が必要とされる領域では重力の
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本質的な性質がまだ明な点が多く今後の研究が待たれます8なぜ重力が他の3つの
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基本力よりも非常に弱いのか重力が他の3 つの基本力よりも非常に弱い理由は質量が
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非常に小さいためです質量が大きければ重力が強くなりますが現実の粒子の質量は
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非常に小さいため重力が弱いのです例えばあなたが地球の上にいると地球からの引力
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で地面に引きつけられますしかしあなたが机や椅子の上にいると机や椅子からの引力
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が地球からの引力よりも大きいため地球に引きつけられる力を感じませんこのように
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あなた自身が感じる引力は物体の質量に比例しますまた重力が非常に弱い理由とし
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て重力が他の3つの基本力とは異なり質量が直接関係しことがあげられます強い力
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弱い力電磁力は粒子が持つ電荷や強い力の場合は色化と呼ばれる物質量が関係してい
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ますつまり粒子の質量とは無関係に力を発生させることができるため重力よりも
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強くなることができますただし質量が非常に大きい場合重力は他の力よりも強くなり
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ます例えば宇宙に存在する超巨大ブラックホールは非常に質量が大きくその重力は
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周囲にある物質を強力に引き寄せることができます重力が他の3つの基本力よりも
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弱いことは宇宙の大規模構造や星や惑星の運動など様々な現象を説明するために重要
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な要素となっています9重力レンズ効果によって見える暗黒物質の分布と実際の分布
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が異なる理由はは何か重力レンズ効果は重力によって光が
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曲げられる現象です重力が非常に強い場合光は曲がって元の位置からは異なる場所に
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到達しますこの効果を利用すると宇宙の暗黒物質についての情報を得ることができ
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ますしかし実際の分布と重力レンズ効果によって見える分布が異なることがあります
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その理由はいくつかの要因によるものですです最初の要因は重力レンズ効果が発生
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する場所の特性です重力レンズ効果は質量がある場所に限定されます暗黒物質の分布
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が重力レンズ効果を生み出す質量の分布と一致しない場合実際の分布と御影上の分布
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が異なることになりますもう1つの要因は重力レンズ効果によって曲がった光が多数
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のレンズの重なり合いによってさらに曲がってしことですこれをレンズの
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スタッキングと呼びますこの効果により重力レンズ効果によって見かけ上の暗黒
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物質の分布が歪んでしまい実際の分布と異なるように見えることがあります最後に
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暗黒物質の分布が重力レンズ効果によって見える分布と異なる可能性がある理由は
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宇宙の構造が非常に複雑であるためです宇宙は大規模な構造を持ち暗黒物質の分布
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も非常に複雑になっていますこれにより実際の分布と見かけ上の分布が異なること
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があると考えられています例えばある銀河団に対して重力レンズ効果を観測した場合
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その見かけ上の質量分布から暗黒物質の分布を推定することができますしかし銀河
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団は複数の銀河から構成されそれぞれに多数の星や青函物質そして暗黒物質が含ま
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れていますそれらの重力が重なり合って銀河団全体の見かけ上の質量分布を形成し
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ているため実際の暗黒物質の分布と見かけ上の分布が異なりますこのように
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暗黒物質は光を吸収しないため通常の方法では直接観測することができません重力
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レンズ効果を利用して暗黒物質の分布を推定することが必要になりますこの方法に
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よって暗黒物質の存在や分布について多くの研究が行われています10ブラック
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ホール内部の重力はどうなっているのかブラックホールはもちろん知っていますよ
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ねブラックホールとは非常に大きな質量を持つ天体のことでその質量が非常に高密度
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に集中しているため非常に強い重力を生み出す天体ですブラックホールの内部に
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は力が極めて強くなる自称の地面と呼ばれる領域が存在しますここから先は光も
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含めてどんな物質や情報も出てくることができないためブラックホールの内部を直接
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観測することはできませんしかしブラックホールの周りの物質がブラックホールに
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飲み込まれる際に放出される放射線などからブラックホールの性質を推測すること
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ができますブラックホール内部の重力はは普通の天体とは全く異なる振る舞いをして
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います普通の天体では物体が天体の中心に近づくほど重力が強くなりますしかし
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ブラックホールの場合自傷の地平面を超えて内部に入った物体はどんなに早く動いて
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いてもブラックホールの中心に向かって加速されていくため重力は無限大に近づく
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と考えられていますこれは一点に質量が集中すというブラックホールの特徴に由来
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するものですまたブラックホールの中では時間も遅くなり空間も歪曲しますこのため
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ブラックホール内部では通常の物理法則が成立しなくなりますただし現在の物理学で
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はブラックホールの中心には質量が集中する一点つまり物理的な点という概念は
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成り立っていませんこのためホール内部の重力に関する理論はまだ完全に解明されて
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いませんしかし科学者たちは引き続きブラックホールの性質を探求しより正確な
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理論を構築するための研究を行っています重力の謎を10個見てきましたがいかが
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でしたか宇宙と重力は密接な関係がありそうですよ
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ね名作映画のバックトゥザフューチャーは皆さんもご覧になりましたか何度見ても
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飽きないストーリー展開ですがあの映画のようなタイムトラベルは可能になるのでしょうかもしも過去や未来に行けるとし
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たらどの時代に行って何をしてみたいですか今日はワームホールでタイムトラベルが
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可能なのかについて見ていきましょうワームホールについてワーム
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ホールはブラックホールとホワイトホールをつぐトンネルのような存在時空と時空を
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つなげる空間領域でここを通れば光よりも早く時空を移動できると言われてい
1:21:03
ます命名者はジョンアーチボルドホイーラー氏で虫がりんごを食いながら
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まっすぐに掘り進むとりんご表面を移動するよりも短い距離で裏側につくというの
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が名の由来です随分すごい存在なのに思いがけず身近なネーミングですね
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ニュートンもそうでしたがリンゴから着装を得る学者は多いのかもしれませんワーム
1:21:30
ホールの概念自体は1928年にヘルマンワイルという人物が発案しましたその当時
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ヘルマンはレジ場中の質量の解析の研究をしているさ中で発案した時点では1方向の
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チューブと呼ばれていましたちなみにこの時点ではブラックホールと
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ホワイトホールはに関わりがない状態ですあくまでも関係があるかもしれない現象と
1:21:58
いう程度の位置付けだったようですそれではどこから関連性が出てきたの
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でしょうかまず大前提として確認しておきますがブラックホールと違ってホワイト
1:22:11
ホールは未だにその存在を確認できていませんあくまでも理論上の存在なのです
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それではブラックホールとホワイトホールの繋がりについてていきます簡単に説明
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するとホワイトホールはアインシュタインの方程式の答えの1つですブラックホール
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のつになる存在としてホワイトホールが存在するのではないかという仮説が立て
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られました2021年現在も研究は続いているようですが物理的な観点からホワイト
1:22:45
ホールの存在については否定的な意見が多く見られますしかしホワイトホールと
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ブラックホールをついでいるのがワームホールだということはホワイトホールがなければワームホールも存在しないという
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ことになってしまいますねワームホールができたきっかけワームホールが一般的になった
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きっかけはとあるSF小説の存在でしたカール星願というSF作家が地球外生命と
1:23:15
接触ができるようなシナリオを考えている時にできたのです空想ではあるものの可能
1:23:21
な限り科学的に作ることはできないかどうかキップソーンという理論物理学者に相談
1:23:28
したのがきっかけと言われていますタイムトラベルなんてSFの世界の話だと思って
1:23:34
いましたが実は本当にSFから生まれたものだったわけですねそこで相談を受けた
1:23:41
騒音が定義したのが物理的に通過可能であるワームホールそしてそれが実際に可能
1:23:48
であるかどうかをアインシュタインの方程式を利用して調べましたその結果ソンは負
1:23:55
のエネルギーを持つ物質が存在するのであればアインシュタイン方程式の答えとし
1:24:00
ては通過できると結論を出したのですさらにワームホールを使えばワープや
1:24:07
タイムトラベルも可能であると示しましたつまりワームホールでタイムトラベルは
1:24:13
可能なのですこの点に関しては今回の解説の最後にまとめて説明し
1:24:20
ます一応ははワームホール以外にもタイムトラベルの方法があるから
1:24:26
ですタイムトラベルが可能であるということに大きな感動を覚えませんかここで
1:24:34
ちょっと次のことを考えてみてくださいワームホールはブラックホールとホワイト
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ホールがなければ存在しませんところがホワイトホールは存在していませんつまり
1:24:47
あくまで理論上は可能というだけで実現できるかどうかは度外視されています
1:24:53
そもそも負のエネルギーを持つ物質ですがただの負の物質ではありませんブラック
1:24:59
ホールの中心部レベルのエネルギーを前提としているのですまだ観測すらできてい
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ない天体のエネルギーをですブラックホールは周りの天体の情報を使って存在を
1:25:13
確認してるものですそれにそんな高エネルギーの中にどうやって入るのか
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そもそも出口はどこにあるのかといった問題は考慮されていませんあくまで
1:25:25
アインシュタイン方程式を使ってワームホールは存在可能なのかという推測でしか
1:25:31
ないのですしかも先ほどの騒音が考えたワームホールの買が不安定であることが
1:25:37
後々指摘されています買が不安定と言っても方程式が間違っていたわけではありませ
1:25:44
んアインシュタイン方程式の計算ではワームホールを性の質量を持った粒子が
1:25:50
通過するとワホールは加速的に潰れてしまいブラックホールに変化してしまう
1:25:56
そうです性の質量を持った物体が通り抜けることでブラックホールとホワイトホールの
1:26:03
バランスが崩れてしまうということかもしれませんということは1回切りしか使え
1:26:09
ないということでしょうか自然なままだとそうなりますただ人工的にエネルギーの
1:26:17
調節ができるのであれば相互通行も可能だという結果が計算から出ていますもしも
1:26:24
実用化したらワープホールみたいな感じになるのではないでしょう
1:26:29
かワームホールでタイムトラベルは可能なのかさて今回の本題に移ろうと思います
1:26:37
ワームホールでタイムトラベルは可能なのかという問に対しては可能と答えることが
1:26:43
できますワームホールはそれほど膨大なエネルギーでできているからです
1:26:50
エネルギーとタイムトラベルは相互関係があります過去に行くためには時間的平曲線
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という世界線を作る必要があり時間的平曲線が過去に行くようにするには無限大の
1:27:04
エネルギーが必要となってきますこれはイギリスの理論物理学者のスティーブン
1:27:10
ホーキングが提唱したホーキングの時間順序保護説というもの
1:27:15
です時間的平曲線は物理学の考え方の1つですがこれを解説するには大量の専門用語
1:27:23
を説明する必要が出てきますですから今回のところは時間的平曲線という存在が発見
1:27:31
されたことでタイムトラベルの可能性が1 つ増えたとだけ覚えておいて
1:27:36
くださいスティーブンホーキングは無限大のエネルギーが必要となるためタイム
1:27:42
トラベルは無理だと述べました逆を言えばエネルギーさえあればタイムトラベルは
1:27:48
理論的に可能であるということも同時に話しましたワームホールがタイムトラベルできる証拠
1:27:55
は他にも存在していますがそこにもやはり時間的閉極線が関係していますまずワーム
1:28:03
ホールは通過さえできれば光よりも早く時空を移動できますしかし時間的平曲線で
1:28:11
はオブジェクトつまり物質の将来の位置は高速での移動速度が限界であるとされてい
1:28:18
ます限界よりも早く移動するのです本来は限界であるはずのスピードを超えてしまっ
1:28:25
た結果その物体は時空を超えて移動が可能になります何せ時空が追いついてきてない
1:28:32
わけですから早すぎると理論上は時空すら追い抜いてしまうということですね速度に
1:28:40
よって飛べる年月も変わるのである程度調整もできます実際にワームホールを使う
1:28:49
場合実際にワームホールを使タイムトラベルするとどんな感じになるの
1:28:54
でしょうか例えば江戸時代に行ってみたいと思ったらそれは実現可能なのでしょうか
1:29:02
残念ながらそれはできませんワームホールを使ったタイムトラベルはあくまでも高速
1:29:09
で移動するからこそ実現できるものですから例えば江戸時代に行きたいのであれば
1:29:15
江戸時代にワームホールを作る必要があるのですタイムトラベルをするためにワム
1:29:22
ホールを使うのにワームホールを置かないとタイムトラベルできないとは矛盾していないかと思った方もいるかもしれません
1:29:30
いえ矛盾はしていません例えば2022年に人間が管理できるワームホールが完成し
1:29:38
たとしましょうそのワームホールが1番最初のスタート地点になるわけですつまり
1:29:45
理論的には未来であればどこまでも行けるけれど過去に戻るのは限度があるという
1:29:50
ことになりますですから過去に戻って恐竜を見ることもできませんしかしこれはあくまでも現段階
1:29:59
の話ですから科学がますます進歩していけばドラえもんのように自由に時間旅行が
1:30:05
できる可能性も出てくるかもしれませんそう考えると夢がどんどん膨らんでいき
1:30:11
ますねただし夢が大きく膨らむ前に考えなければならないことがあります仮に
1:30:19
ワームホールができたとしましょうその中には高速を超える速度とエネルギー
1:30:25
が集まっていますそんなところに生身の人間が入り込むのは不可能でしょうまた
1:30:33
現状の科学で制作できる乗り物自体も移動中の負荷に耐切れるかどうか気がかりです
1:30:40
それに加えてワームホールの先がどこに繋がっているのか分からないということも
1:30:45
あります仮に同じ場所に移動したとしても時代を超えていますから全く同じ地形だとは
1:30:53
限りませんこのようにタイムトラベルはまだまだ様々な問題を抱えてい
1:31:00
ますそれからタイムパラドックスの問題はどうなるのでしょうかワームホールが安定
1:31:07
した時点で有機できる以上そこも問題点ですパラレルワールドに移動していると
1:31:13
いう説がよく聞かれますがそうなるとワームホールで移動する度に微妙に違った
1:31:19
世界線に飛ばされることになってしますそうなるとタイムトラベルではなくて
1:31:26
次元移動ということですよね宇宙がたくさんできたらパンクして
1:31:31
しまいそうですがその辺りはどうなのでしょうか実はタイムトラベルには他世界
1:31:38
解釈という考え方があります過去を変えた時点で新たな宇宙が想像
1:31:44
されその宇宙は重なり合うことは決してないので無限に存在できるというわけです
1:31:52
それらの宇宙同士はお互いに干渉できないため観測もできませんし無限なのかどうか
1:31:58
も突き止められませんそのため割と批判の多い考え方でもあり
1:32:04
ますタイムトラベルの話は研究者の間でも考え方がかなり異なっているの
1:32:10
ですまだまだ推測の息を出ないからこそ違いが生じても当然なの
1:32:17
でしょうワームホール以外のタイムトラベルワームホール以外にタイム
1:32:23
トラベルをする手段はないのか気になりませんか理論上はとにかく高速を超えて
1:32:30
移動さえすれば未来に行けそうですしかし過去には戻ることはできませ
1:32:36
んSFつながりでコールドスリープに近い技術が一応は既存の技術で存在していて
1:32:43
クライオニクスと呼ばれていますしかしこれによって未来への旅行が可能になると
1:32:50
いうわけではないようですクライオニクスは人体冷凍保存サービスで
1:32:56
死亡直後の人体を冷凍保存するものいわば氷付けのミイラのようなものですタイム
1:33:04
トラベルが目的ではないのになぜそんなことをするのか知りたいですよね
1:33:10
クライオニクスは遠い未来医療技術の発展した未来で蘇生してもらうことが目的なの
1:33:16
ですですからこれが成功したら結果的には彼らはトラベルをしたことになりますどれ
1:33:24
だけ遠い未来になるのでしょうかワームホールを固定化することとクライオニクス
1:33:30
の人たちが蘇生するのとどちらが先に実現すると思いますかタイムトラベルをするのであれば宇宙に
1:33:38
行く必要もあるでしょうそうなるとSFのようにコールドスリープが必須になるかも
1:33:45
しれませんとりあえずいつの日か無事に蘇ってくれることを祈りたいと思います
1:33:53
今回はワームホールでタイムトラベルが可能なのかどうかをまとめてみましたが
1:33:59
いかがでしたかワームホールが実在するかどうかは別としてタイムトラベルができる
1:34:05
ということは分かりましたね色々な学者さんたちが違った見方から研究している
1:34:12
ことも分かりましたあくまで理論上ですが様々な研究が行われているようですしいつ
1:34:18
か本当に時空を超えることができるかもしれ
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当たり前の存在である宇宙宇宙の始まりはいつからなのかそして宇宙はどう誕生した
1:34:35
のかそもそも宇宙に始まりはあるのでしょうか今回は宇宙誕生論とその根拠に
1:34:43
ついて見ていきましょう宇宙誕生論と定常宇宙論宇宙誕生
1:34:49
説は1972年のベルギーの天文学者ジョルジュメートルの築き上げた理論を
1:34:56
用いて計算した結果によるもので宇宙は最初から存在していたものではないという
1:35:02
説です元々宇宙は何かしらの原因で誕生したという考え方については否定的で定常
1:35:10
宇宙論を唱える学者が多くいました銀河系の外にも銀河が存在していることや銀河
1:35:17
からの光が宇宙膨張に伴って赤変していることを発見したアメリカ合衆国の天文学者
1:35:25
エドウィンハプルは否定的な意見を持っていました相対性理論などでも有名な理論
1:35:31
物理学者の天才アルベルトアインシュタインもがこの宇宙が誕生した
1:35:36
という考え方には否定的だったのですハッブルもアインシュタインも宇宙は常に
1:35:43
存在するものと考えており始まりが存在するという考え方は彼らにとってありえ
1:35:49
ないものでしたしかしジョルジメの築き上げた理論を用いて計算した結果に
1:35:55
よりその考え方は見事に覆されたのですこれにより宇宙誕生説が正しいことになり
1:36:03
順調に宇宙誕生の秘密が解き明かされていくのかと言うとそうでもありませんでし
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たビッグバン宇宙論残念ながらジョルジュメトルの理論だけではまだ不完全でその後
1:36:17
に現れたロシア生まれのアメリカの物理学者ガモフによってジョルジュメートルの説
1:36:23
はさらに強化されましたしかしこれも強化したとしか言えないものでした宇宙は核
1:36:31
反応である火の玉の爆発によって誕生したとされるビッグバン宇宙論はジジガモフが
1:36:37
提唱したものですこの段階ではビッグバンという現象を示す確かな根拠がなく他の
1:36:44
研究者たちには否定的な考えが根強くありましたではどうやってビッグバンによる
1:36:51
宇宙誕生説が受け入れられたのかが気になりますよねビッグバンの名称の名付け親
1:36:57
はフレッドホイルという天文学者ですフレッドホイルは当初ビッグバン宇宙誕生
1:37:04
説を否定していましたそれでは宇宙はビッグバンでもして生まれたっていうのか
1:37:10
いと言って宇宙誕生説に否定的だったのです宇宙誕生説を有力なものにしたのは
1:37:17
1965年にアメリカのベル電話研究所のアーノ
1:37:22
ペンジケントアンテナテストで奇妙な電波ノイズを発見
1:37:28
したことがきっかけでしたこれにより定常宇宙論は完全に否定されてしまいました
1:37:35
定常宇宙論の考え方は宇宙は常に絶対レドの状態で変動がないという考え方だった
1:37:43
からですしかしその奇妙な電波ノイズの発見と定長宇宙論の否定はどうつがったの
1:37:50
でしょうかそれは奇妙な電波ノイズに関係しています
1:37:55
この奇妙な電波ノイズの正体はマイクロ派でしたそれが残っているということは初期
1:38:02
宇宙はかつて高温だったということですマイクロ派はかつて宇宙が高温だったと
1:38:09
いう名残りでジョージガモフは現在の低音と貸した宇宙空間にはおそらく波長
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0.5mmのマイクロ波が宇宙に充満していると考えていたのですがジアスと
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ウィルソンの観測では宇宙に充満しているマイクロ派は波長1mmのものでしたこの
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発見によりビッグBAN理論が正しいことが証明されついにビッグBAN宇宙誕生論
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が晩intoなものになりますトンネル効果定常宇宙論は否定されたのでビッグ
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バン宇宙誕生論は確定かと言うとそういうわけでもありませんなぜならイギリスの
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物理学者にして車椅子の天才と異名を取るスティーブンホーキングがビッグバンに
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よって宇宙が始まったわけではないとビッグバン宇宙誕生説を否定したからです
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スティーブンホーキングは車椅子の天才と称されるだけあってただビッグバン宇宙
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誕生説を否定しただけではなく彼は宇宙は何もない無から生まれたと主張しました無
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から生まれたとはどういうことなのでしょうか理論の世界では真空でも
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エネルギーが存在すると考えられています無の世界では粒子と反粒子が誕生しそれら
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が衝突して消滅するのですこれが量子論上の真空という状態なのですが何においても
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衝突すればそこに衝撃というエネルギーが発生します衝突のエネルギーは単体では
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宇宙を発生させるためのエネルギーになり得ませんがそれが無数に発生すると通常を
1:39:50
超えるエネルギーとなります意味が分かりやすいようにホーキングはトンネル効果を
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主張して原理を説明していますこの現象が発生するとボールに例えられたエネルギー
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が壁や山をすり抜けるように移動してしまいその状況がまるでエネルギーの障害
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にトンネルが突然出現したかのように錯覚するのでこの現象をトンネル効果と称し
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ますこの障害物を超えるエネルギーが発生すると宇宙がするということです
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ホーキングは宇宙の発生の大元は無の中で発生したトンネル効果だと提唱していて
1:40:29
このトンネル効果発生の結果インフレーション宇宙が発生することになり
1:40:35
ますインフレーション宇宙と真空の総点位インフレーション宇宙というのはビッグ
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バンの種のことですこのインフレーション宇宙が発生してビッグバンに至るまでもう
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1つの真空の総転位という現象が必要ですインフレーション宇宙が発生したばかりの
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時は直径が10の-34乗CMととにかく見えないくらい小さいのですこの
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インフレーション宇宙の内部でインフレーションの原動力である真空のエネルギーがインフレーション終了時に総
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定位によって熱エネルギーへと変換されその結果ビッグBANに至ります例えると
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水を一気に凍らせて氷にするような感じの現象と似ていますペットボトルにパンパン
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に水を入れて急激に凍らせると体積が一気に増えてペットボトルが壊れるのですが
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これと同じようなエネルギーの変動がビッグバンの種であるインフレーション宇宙の中でも起こるのです炭酸水の方が
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もっとイメージしやすいかもしれませんね行場をなくしたエネルギーが殻を破壊して
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破裂する感じとも言えるでしょうその後ビッグバンが発生しそのエネルギーは一気
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にインフレーション宇宙外へと広がっていきます銀河の
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誕生その後は宇宙空間の形成が行われ物質密度の村のある部分つまり高重力が発生し
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ている箇所に様々な物質が引き寄せられていき星が誕生します理論上では最初の星が
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誕生するまでに1億から5億年はかかるとされています最初のというのは第1世代の
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多数の星のことで第1世代の星が寿命を迎え爆発しその残骸から次の星が誕生と
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いうことを繰り返して銀河が形成されてきました銀河が形成された後は太陽のような
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構成が生まれ構成の周りには地球のような惑星が誕生していき
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ます宇宙の始まりはまだ多くの謎に包まれていますそれを解き明かしていくのは今
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これを聞いているあなたかもしれません [音楽]
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よいつか宇宙旅行が実現したとして旅行中に何かの手違いで惑星に置き去りにされて
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しまったら人間はどうなるのでしょうか火星の調査ミッション中の事故で宇宙飛行
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士が取り残されるという映画がありますがその映画の主人公には驚異的なサバイバル
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能力があり自身の解説物から土壌を作ってじゃがいもを栽培し火星で生いていました
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宇宙旅行の際には万が一に備えてじゃがいもの種をポケットにしばせておく
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のが懸命かもしれませんねその映画の時代設定は数十年後の未来なので今よりも高い
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科学技術を持っているという前提ですが現実はそんなに甘くないようです人類が
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地球以外の惑星に降り立ったらどうなるのでしょうか今日は人間は太陽系の惑星で
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どれくらい生きられるのかについて解説していきます宇宙空間まず太陽系の惑星に
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降り立つ前にそもそも人間が宇宙空間で生きられるかどうかを考えてみ
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ましょう宇宙空間はマナ270°の極寒です生身の人間が宇宙空間に放り出され
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たら一瞬で体が凍って即死するのでしょうか宇宙空間はマイナ270°の宇宙放射線で
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満たされているため太陽のような熱源が何もない場所で長い時間を経過させると
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マイナス270°へと収束していきますこの超低音では人体が一瞬で氷りつきそう
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な気がしますが実際には即死するということはないのですそれは宇宙空間が真空で
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熱を伝えるための空気がないからに他なりませんどういうことかと言いますとあるものの
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温度が急速に下がるのはより低音のものに触れるからです例えば魔法瓶の中のお湯は
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瓶の外より低音の空気に触れさせないことで温度を保つことができていますよね宇宙
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空間では熱を伝える空気そのものがないためたえ宇宙空間が超低音だとしてもそれ
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が人体には伝わらず体温が急速に下がることもないわですそれでは息が続く限りは
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人間は宇宙空間で生きられるということでしょうか生身で宇宙空間に飛び出した
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人間を直接的に死にいらしのは超低音ではなく酸素の欠乏だと言われますとはいえ
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宇宙空間に飛び出した際に酸素をできるだけ使わずに済むように息を止めることは
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人生最悪の選択です宇宙空間で息を止めると空気の泡が血中に入り込んで脳に到達し
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脳卒中を引き起こすかまたは圧力の変化に耐切れずに肺が破裂してしまうからです
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むしろ必死に息をし続けた方がまだマだということになりますしかしもちろん宇宙は真空なので息を
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止めなかったとしてもすぐに酸素不足に陥りますさらに言えば空気がないため宇宙
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空間では体から全ての空気が流出し始めてしまいます運が良ければ宇宙空間に出て
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からも15秒程度は血中に蓄えられた酸素でなんとか意識を保てる可能性もあります
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でもそれ以降は意識を失い2分ほどで全身の臓器が酸素不足になって死に至って
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しまうでしょうわずか15秒で意識を失うなんて当てもなく宇宙空間に飛び出すのはあまり
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にも危険ですね一刻も早く私たちの故郷である太陽系の惑星に着陸することにし
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ましょう水星水星は自転速度が非常に遅い
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ため昼がの面と夜がの面の温度さがとても大きいです昼がの面の表面温度が430C
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夜がの面はマ180°になっています昼の半球は暑すぎて夜の半球は寒すぎますよね
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夜明けもしくは夕暮れまで何とか耐えるというのも無理そうです自転速度が非常に
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遅いため水星の1日は地球の176日分もの長さに相当します灼熱の昼もしくは極寒
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の夜が88日間も永遠と続くというわけです1日だって無理なのに88日間とは
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まるで地獄さながらですねでも昼のと夜の面の栄えならなんとか生きられるような気
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がしませんか灼熱の昼と極寒の夜の境目であれば温度の問題はクリアできるかもしれ
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ませんしかしたえ温度の問題がクリアできても待機が非常に薄いため呼吸をすること
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ができないのです加えて気圧や放射線という問題も残ってい
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ます水星表面の気圧はほぼゼで宇宙で起こったようなことが体に起こると考え
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られますすなわちこのような環境では眼球内の水分は立ちまち沸騰し肺の中の空気は
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体内で破裂し細胞が壊れてしまう恐れがあるということです眼球が沸騰するなんて
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まるでホラー映画のワンシーンのようですどうしてそんなことになるのでしょうか
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眼球が沸騰するのは眼球内の水分が熱くなったからでではなく気圧が下がったこと
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によって液体の沸点が下がるからです同様のことは地上でも起こっていて普通水は
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100°で沸騰しますが富士山頂では気圧が下がるために約80°で沸騰します水星
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が怖くなってきましたかそれから太陽に近く待機をほとんど持っていない水星には
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地球上とは比べ物にならないレベルの放射線が降り注いでいます
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それでも昼と夜の面の境い目でじっと目を閉じゆっくりと息を吐き続けることで息が
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続く限りはなんとか生き延びられるでしょうそれでも水星で人間が生きられる
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のは2分程度が限界だと言われていますけどね金星金星は今までの動画でも度々
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環境が地獄すぎる惑星として登場していますさて人間は金星でどれくらい生き
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られるのでしょうか金星は地球のお隣ですが太陽系1過酷な環境化にありますそんな
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金星では生身の人間が1秒以上生き延びることができたら運がいい方です上空数km
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のところはまだ比較的環境が良くそこでは地球と温度がほぼ同じようですそこならば
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数秒程度は生き延びることができますどちらにしてもほぼ即死であることには
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変わりありませんがまず金星に上陸をする以前にこの星を覆う熱い農産の雲を抜ける
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必要がありますこの雲は皮膚をも溶かす激悪さながらさらに金星の待機は98%が
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二酸化炭素なのですこれだけ濃度が高ければ人間は一瞬で意識を失って死に至ります
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つまり金星の地標に到達する前にに命が尽きてしまうということですでもそれでは
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つまらないので部位のつく特殊な宇宙服を着ていると仮定して効果を続けてみ
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ましょう金星の待機の上部にはスーパーローテーションという自転速度の60倍も
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の防風が吹き荒れていますこの暴風も運よく突破しついに地標にたどりついたとし
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てもそこには超高温高圧の世界が待っています大量の二酸化炭素の作用で凄まじい
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音質効果が起こっているため金星の地標温度は約460°の超高温になっているの
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ですさらに金星の待機は重く地球の90倍つまり水深1kmの深海に相当する超高圧
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の待気圧がかかってくると言われていますこのような環境ではたえ宇宙服を着て
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いても着ていなくても人間は即死するでしょう農流産の雲ほぼに酸化炭素の待機
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暴風超高温超高圧どう頑張ってみても人間
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が金星で生き延びるのは無理なようですね火星近年火星移住計画という話題もよく
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聞きますから比較的長い時間生き延びられるような印象を受けますね実際に温度
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の点では問題はなさそうです火星の温度は 20°から-130°まで幅があり火星の
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赤道付近における夏の気温は地球の本体機構と同じくらいなのですこれこそ火星が
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移住の有力候補値と言われる大きな理由の 1つでもあります20°だったら生身でも
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快適に過ごせる温度ですよねしかし待機の問題が立ちはかっています
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火星の待機の成分は二酸化炭素が96%で酸素は0.1%しか含まれていないため
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人間は呼吸することができませんただし火星の待機は非常に薄いため待機中に高
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濃度の二酸化炭素が含まれているにも関わらず金星のように一瞬で意識を失って
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死に至るという心配はないのです待機があまりにも気迫なため胸いっぱいに呼吸し
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ても風圧が足りず炭素が配に入り込むことができないからですただし気圧が低いため
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宇宙空間や水星と同様に15秒程度で目や肺が損傷を受け始め2分ほどで全身の臓器
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が酸素不足になって死に至ることになりますまた酸素不足が死因というわけです
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呼吸ができないことには生き延びる術がありませんちなみに火星移住計画を進めて
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いるアメリカの宇宙開発企業SPX社の CEOイーロンマスクは次のような世にも
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斬新なアイデアを提唱していますそれは火星の局にある評部に核爆弾を落としそれ
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によって十分な水上機と二酸化炭素を放出させることで火星の待機蘇生を地球に近い
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ものに変えようというものですなかなかトリッキーなアイデアですね木星元もない
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ことを言ってしまいますがまず人間は宇宙服を着た状態でも木星にたどり着くことが
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できません木星には非常に強力な放射線があり木星からおよそ30kmの距離で放射
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線が宇宙服を貫通し知子料の放射線を浴びることになるからですこれでは木星に
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到達する前に話が終わってしまいますねそれではつまらないのでまたまた特殊な
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宇宙服を着ているとして木星に効果してみましょうまず木星の待機では人間は呼吸を
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することができません巨大ガス惑星の待機はメタン二酸化炭素水素などからなって
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おり1息でも吸えば死に至る危険性があるからです息を止めたとしても有毒ガスが肌から
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染み込んでくるためその先の寿命は毒に犯されるまでの生ぜ1分間ほどでしょう
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もし特殊な宇宙服で奇跡的にこの待機の層を超えられたらついに木星に降り立つこと
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ができるのでしょうか木星と土星は巨大ガス型惑星といって
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表面が固形ではないため人間が惑星に降り立つこと自体そもそも難しいのです仮
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に木星に降りようとした場合は地球の11 倍の重力によってもスピードで自由落下し
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惑星の中心へと飲み込まれていくはめにになりますもうスピードで惑星にめり込んで
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いくなんて怖い光景ですよね待機の層を超えると泳ぐことができる水
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と機体の間のような長林海流体の層に到着しますその後その中を落下し続けると
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どんどん高温と高圧になっていくのです長輪海流体の層を超えると金属水素の層に
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たどり着き金属水素の層を超えると固形の各に到達しますそこまで行くともう次元を
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超えた超高温と超高圧力の環境になっていると言います宇宙旅行ができるように
1:56:30
なっても木星に近づくのはやめておいた方が無断かもしれませんね土星土星は放射線
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においては木星よりも少し増しですが同じ巨大ガス惑星なので決して人類に適した
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居住地であるとは言えません土星でもやはり人間が生きることができるのは1秒
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未満です待機の素性は木星とよく似ていて土星の待機も人間が1息でも吸えば死に
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いたり息を吸わなくても肌から毒が染み込んできますつまり土星では木星に
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降りた時に経験したような悪夢を再び味わうことになるわけですあえて違う
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ところを上げるとすれば土星の上層待機には時速1800kgもの超が吹き荒れて
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いることでしょう仮に人間がここまで到達できたとしてもコパ味人にされてしまうというわけ
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です天王星と海洋性この2つの惑星は巨大
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表惑星でメタンやアンモニアを含む氷や液体の水を主体としています巨大表惑星の
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特徴は木星や土星で説明したことがほとんど当てはまるため天王性と海洋性で
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もやはり人間が生きられるのは1秒以下となりますそれに加えて天王星と海洋性は
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太陽から非常に遠いことからその寒さも問題になってきます平均気温は天皇性が
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-2°海洋性が-220°程度になっています巨大表惑星という名前の通り超天音
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ですねちなみに天王性の大気の上層には温泉地や腐った卵の匂いで知られる流下
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水素が含まれていることから天王性に着陸を試みた人間は非常に不快な匂いに苛ま
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れることになります稀に見る低気温で周期もひどいとは大変なストレスを感じそう
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です実際には天王星に降り立った人間がいたとしてもそのストレスを感じるまでも
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なくメタンやアンモニアを含む危険な待機によって即死してしまうでしょうけどね
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さらに海洋性の待機中には時速 2400kmにも達する太陽系で最速の風
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が吹いていますこれは音速の2倍以上に相当する太陽系1の防風で巻き込まれた
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人間はあっという間に粉々に砕かれてしまいます天王星も海洋性も冷たい惑星と
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いう名の通り無印悲すぎる環境だということですそれぞれの星で生身の人間がどれ
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くらい生きられるのかをまとめると水星と火星が約2分金星木星土星天王星海洋性が
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いずれも1秒以下ということになります宇中服を着用していれば少々生存時間は
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伸びるでしょうがいずれにせよ人類は未だかつて地球以外の惑星に着陸できたことは
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ないのです着陸に成功した月はあくまで地球の衛星ですからねまだ1つも地球以外
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の惑星に降り立ったことがないというのは少し意外にも思えます最近火星移住計画と
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いう表現をよく耳にしますからお隣の火星くらいはとくに着陸しているような気もし
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ますよねつまり人類はまだ宇宙の本の限られた一部でしか生き延びることができない
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のです早く技術が進歩して他の惑星にも遊びに行けるようになる日を心待ちにし
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ましょう地球の人口は80億人を突破しましたが地球以外のどこかの星にも生命が
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存在するのでしょうかもしも存在するとしたらその生命体も地球のように増え続けて
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いるのでしょうかそんな疑問が絶えない地球外の生命について今回は生命の可能性
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がある星はいくつあるのかについて見ていきましょう生命の可能性がある星の
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数まずは私たちが暮らす銀河経内に絞って話しますあまりにも遠い星の話は分から
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ないことも多いですし銀河系の話に限ったとしても星の数は無数にありますから最初
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に結論から言ってしまうと銀河系において生命の可能性がある星の数は3億個以上に
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も登りますそんなにあるのと驚いた方が多いのではないでしょうかあくまでも生命
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の可能性があるという話ですが3億個という数はどういう根拠に基づい
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ているのでしょうかこの数字は銀河系内にある太陽に似た構成のおよそ半分が
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ハビタブルゾーンに岩石惑星を持っているという研究結果から導き出されてい
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ますハビタブルゾーンとは日本語で生存可能権や生命居住可能領域と言い太陽系で
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は金星の外側から火星の内側までの領域がハビタブルゾーンに当てはまりますつまり
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太陽に似ている構成のハピダブルゾーン内にある岩石惑星の数が銀河経内に3億個
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以上存在するということを意味しているのですこの3億という数字は生命が存在して
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いる星のの数ではなく生命が存在する可能性のある星の数を意味し
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ますただしハビタブルゾーン内に存在している星の中で地球に似た星を持っている
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構成の割合については不明な点がたくさんありました太陽に似ている構成がありその
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構成のハビタブルゾーンに岩石惑星があったとしてもその惑星が地球とよく似た環境
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であるとは言いきれないのでしょうかアメリカ航空宇宙局NASAは約9年間
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ケプラー宇宙望遠鏡を用いて地球に似た惑星探しミッションを行ってきました
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ミッション終了の2018年までに約 2800個の太陽系外惑星を発見したもの
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のその多くは太陽系惑星とは似ても似つかないものだったそう
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です2800コの惑星を発見しながら太陽系の惑星に似た天体がなかったとは驚き
2:03:18
ですねしかしこれはあくまでもケプラー宇宙望遠鏡で観測したデータに過ぎませ
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ん最近の研究によって銀河系の構成の数は想定よりも多いことが明らかになってい
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ますし惑星自体がさほど珍しくもないありふれた天体であることも分かってき
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ました平均するとほぼ全ての構成が1個以上の
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惑星を持っていることも判明しています太陽系の惑星に似た天体は実際に
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見つかってはいませんが太陽系によく似た構造の天体軍は想定以上に多いのです
2:03:57
ねさらに地球外生命体の存在を信じている皆さんに朗報があります多くの学者たちが
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太陽に似た構成の周りを好転する温暖な岩石惑星の割合つまり地球に似た性質の
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惑星が太陽に似た構成にどれくらいの割合で付随するかを調べ
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まし初期の推定では太陽に似た構成のおよそ約20%程度がこれらの基準を
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満たす惑星を有しているだろうと想定していましたところが近年の研究結果により
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その割合は50%に近いことが分かりましたつまり2つに1つの構成が地球の性質に
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似惑星を持っているという計算になります最も地球を鑑みても磁や待機水の含油料に
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地学現象など多くの要因が複雑に絡み合って生命が誕生したり生存しているので一概
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にそれらの惑星にも生命が存在しているとは言えませんしかしその可能性は十分に
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あり得るということですちなみに今までに発見された生命の可能性がある惑星のうち
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最も近い惑星は20高年以内に時点では年以内にしかも4つの惑星が存在している
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そうです生命隊がいるかもしれない惑星が近くに4つもあるなんて探求心をそられません
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かいずれはるか遠方にまで探査を飛ばせる技術が確立したらその時こそ地球外生命体
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の存在を確認できるかもしれませんドレイクの方程式地球外生命隊とは言っ
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てもその生命体が人間と同じように知性を有してるかどうかは分かりません仮に生命
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体が存在していたとしても地球にいる野生動物のように知能はあっても知性がない
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本能にのみ従う獣のような生き物かもしれないのですもしかすると脊椎動物のような
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生物などは存在していなくてミクロな世界に生きるウイルスや最近類しかいないのか
2:06:15
もしれませんね地球外生命が存在していたとしてもSF
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映画によく登場するような人間のような外見をした地球外生命体が存在する可能性
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は分からないということですここでドレイクの方程式を紹介します
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ドレイクの方程式は実的な観点から地球外知的生命体の存在の数を推定しようという
2:06:41
試みですつまり方程式によって宇宙人の存在を確かめようとしたわけです
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ドレイクの方程式では以下の7つの変数が必要になります1つ目は1年間に銀河系内に誕生する
2:06:59
構成の数2つ目は1つの構成が惑星形を持つ
2:07:04
割合3つ目は1つの構成が持つ生命の生存が可能である状態の惑星の平均数4つ目は
2:07:14
生命の存在が可能な惑星において生命が実際に誕生する
2:07:19
確率5つ目は誕生した生命が知的と呼べるレベルにまで進化する
2:07:26
確率6つ目は知的と呼べるレベルにまで達した生命体が生還通信つまり他の星に
2:07:34
対して通信を試みる割合最後の7つ目は知的生命体による技術
2:07:41
文明が通信できる状態にある期間つまり技術文明が存続している
2:07:47
期間これら全ての変数をかけることで銀河系に存在している地球人類とコンタクト
2:07:54
する可能性のある地球文明の推定量を算出できると考えられてい
2:07:59
ます計算の結果ですがドレイクの方程式が考案された当初地球外文明の数は10と
2:08:07
考えられていましたしかし変数を憶測で設定しているためこの計算結果には不明量
2:08:15
な部分が多くなっていますのうちに銀河内で誕生する構成の数は
2:08:22
議論の余地もなく正確なものです1つの構成が惑星形を持つ割合も当初
2:08:29
は2確かでしたが先ほども言った通りこれは研究によって数字の確かさを確認してい
2:08:36
ますこの辺は確かな情報を元にした数字なのですね1つの構成が持つ生命の生存が
2:08:44
可能である状態の惑星の平均数というのは当初2あるとされていましたつまり1つの
2:08:52
構成につき生命の生存が可能な惑星が平均で2つあると考えられていたの
2:08:59
ですしかしその数字は後に多すぎるのではないかと指摘され最高が求められています
2:09:07
そして生命の存在が可能な惑星において生命が実際に誕生する確率ですがこれは1
2:09:14
と設定しています1というのはつまり100%です
2:09:21
100%が意味するのは絶対だということこの値は地球に生命体が存在していると
2:09:29
いう証拠に基づいています生命の存在が可能である地球という
2:09:35
惑星に誕生した地球生命体こそ地球人類の知る唯一の証拠なの
2:09:41
ですしかしそれだけでは明らかにサンプル不足ですよね地球生命体の存在は環境さえ適切であれ
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ば生命の発生は比較的容易であることを示唆しているとも考えられていますしかし
2:09:58
地球生命体の存在が得意な例にすぎないという意見もあるためこの変数については
2:10:04
議論の余地があるでしょう何事も決めつけは良くないですからねそして生命が知的なレベルに進化
2:10:13
する確率知的なレベルに達した生命体が青通信を割合知的生命体の技術文明の存続
2:10:22
期間という3つの変数については完全なる憶測であると言っても過言ではありませ
2:10:28
ん生命体の進化については隕石衝突や気候変動による大量絶滅に脅かされることが
2:10:36
ないかという想定も影響してきますここの数値は
2:10:41
0.01つまり1%と設定されていますが実際にはもっと小さい値かもません知的
2:10:50
生命体による生還通信が行われる割合は生命体の進化の確率に依存しますし何より
2:10:58
も最も数値の振り幅が大きいのは知的生命体の技術文明の存続期間です当初ここの値
2:11:07
は1万と想定されていましたつまり優れた
2:11:12
技術文明を持った地球外地的生命体は1万年もの間青通信が行えると想定されていた
2:11:20
ということですねこの値の根拠となっているものは私たち地球人類なのですが1万
2:11:27
年というのは目安にしか過ぎませんなぜならもしかすると明日核戦争によって地球
2:11:34
の文明が終わりを告げるかもしれませんし今後何万年何十万年と地球文明は続く
2:11:41
だろうと楽観的な想像を働かせるものもいますからつまりこの値は地球人類の技術
2:11:49
文明がどれだけ存続するかに依存しているわけです参考にできる文明が今のところ
2:11:56
地球文明しかありませんからしかし近年得られた成果によるドレイクの方程式の修正
2:12:03
は未だ加えられていませんつまりドレイクの方程式が考案された当初よりも正確な
2:12:10
数値が歳出される可能性もあるのです生命体が存在しているかもしれない
2:12:18
惑星プロキシ剣タ Bここからは地球外生命体が本当に存在し
2:12:25
ているかもしれない惑星プロキシマケタB について解説していき
2:12:30
ますプロキシマ県タリBは一体どんな星なのでしょうか太陽に最も近いと言われて
2:12:38
いる赤色星のプロキシケタのハビタブルゾーンに存在している惑星です地球からの
2:12:46
距離はとても近くてわずか4.2高年最も太陽系に近い系外惑星として知られてい
2:12:54
ます非常に距離が近いため数世紀以内には太陽系外惑星で初の探査が可能になる星
2:13:02
だろうと期待されています実はこのプロキシ県タウリBに宇宙人
2:13:08
が住んでいるのではないかと話題を呼んだことがありましたというのも地球外生命体
2:13:14
を探索していたブレイクスルーリッスン氏とセティ研究所は2020年12月19日
2:13:22
ブキ島県頼りの方向から謎の電波を検出したという発表を行いまし
2:13:27
た電波と宇宙人がどう関係するかと言とこの電波というのが周波数
2:13:35
9822chでこれは自然に生成されたものとは考えにくかったからだそうです
2:13:43
まさか宇宙人の仕業でしょうか研究者らはこの電波にBLC1という名前をつけ観測
2:13:51
を続けましたするとこの電波の周波数には変動が見られたのですこれはプロキシ県
2:14:00
タリを好転するプロ木島県タBから送信されたものであると考えられまし
2:14:06
たその電波はプロ木島県タBに住む宇宙人によって作意的に発信された電波だったの
2:14:13
でしょうか残念ながらそうではなかったようです結局このBLC1の正体は地球由来のもの
2:14:23
だと判明しました宇宙観測をしている際今回のプロキシマ
2:14:29
県タリBの件のように謎の電波を拾うことというのはしばしばあることですしかし
2:14:36
そのほとんどが天文台の施設内で使われていた電子レジの電波だったり地球の周囲を
2:14:42
回っている人工衛星の軌道運動による電波の変動だったりします
2:14:48
このBLC1もプロキシケタウリBに住む地球外生命体のメッセージではなくて地球
2:14:55
上の何かしらの物体物質が不意に干渉してしまった結果ということ
2:15:00
ですただしプロキシ県タウリBに地球外生命体が存在しているかもしれないという
2:15:07
可能性が消滅してしまったわけではありませんこの研究が続けばいずれ宇宙からの
2:15:14
本物のメッセージを検出できるかもしれませんその日が来ることを期待して待ち
2:15:21
ましょう生命の可能性がある星について解説してきましたがいかがでしたか知的
2:15:28
生命体が存在するのは地球だけだという説を聞くこともありますが今日の話はもっと
2:15:35
夢が広がる話だったのではないでしょうか宇宙人がテーマの話題はオカルト地味て
2:15:42
経営されたりもしますが今回のような科学的根拠に基づいた宇宙人探索は現実があっ
2:15:48
て興味が湧いてきますよ [音楽]
2:15:55
ね最近火星への移住計画についてよく耳にしますが本当にそのようなことが可能なの
2:16:02
でしょうか火星への移住計画は決して夢物語ではなく現実に進行中のプロジェクト
2:16:10
です近年ではアメリカの宇宙開発企業であるスースX社が大きな注目を浴びており
2:16:17
ますちなみにCEOのイーロンマスク氏は一時期世界長者ランキングの第1位に名を
2:16:24
つねたこともある著名な経営者です自動運転者の開発を手がけているテスラ車も
2:16:31
イーロンマスク氏が創設した企業です彼の指導のも人類が火星へと足を踏み出す可能
2:16:39
性が高まってきたと感じていますただなぜ人類は火星を目指すのでしょうか本日は
2:16:47
火星重計画の歴史と未来について詳しくご説明させていただき
2:16:52
ますどうして火星を目指すのかそれでは皆さんが気になるなぜ人類は火星を目指すの
2:17:00
かという疑問について解説していきたいと思いますまず重要なのは人類が永遠にこの
2:17:07
地球で反映を続けられるわけではないという事実です私たち人類が生き残るために
2:17:14
は他の惑星に生命権を広げることがとなるというのがこの議論の出発点ですそれは
2:17:22
つまりいつか地球に住むことができなくなるということなのでしょうか実際科学者
2:17:28
たちは約50億年後に太陽が寿命を迎えると予想していますそしてその寿命を迎える
2:17:35
までに太陽は徐々に膨張し約5億年後には地球の海水が太陽の熱で蒸発し生物が
2:17:43
住める環境は失われてしまうと言われています火星への移住計画は単なる趣味や
2:17:50
ロマンだけでなく人類の未来そのものがかかった大きな挑戦なのですまた太陽の
2:17:57
影響で物理的に地球に人類が住めなくなる前に有限な地球の資源が人類を維持でき
2:18:04
なくなる可能性もありますこれらが人類が他の惑星を目指す理由となっているわけ
2:18:11
です火星の移住適性それでは皆さんが疑問に思うかもしれ
2:18:18
ないなぜ特に火星を目指すのかという問について解説していきましょう最も一般的な
2:18:25
理由は火星が移住可能と思われる最も近い惑星だからということでしょう確かに火星
2:18:33
は地球よりもかなり小さいですがその近さと地球に似た環境を持つことから火星が
2:18:39
移住計画の有力候補とされています近さの点で言うと火星は地球から最も容易に
2:18:47
できる惑星です科学燃料ロケットを使用する現在の技術でも火星への旅は数ヶ月と
2:18:55
いう比較的現実的な時間で可能ですさらに未来には原子力ロケットが開発される可能
2:19:02
性もありその実現により旅行時間は2週間程度まで短縮できるとも言われています
2:19:09
また他の惑星に比べて火星までの移動時間が短いということは宇宙で受ける放射線量
2:19:16
も低減されるというメリットがありますさて次に火星と地球の類似性について
2:19:23
詳しく見ていきましょうまず火星の1日と地球の1日の長さはほとんど変わらず火星
2:19:30
の1日は24時間39分35秒となっていますそして火星の直径は地球の約半分です
2:19:39
がその表面積は地球の28.4%に達しこれは地球の陸地面積とほぼ同等です
2:19:47
さらに火星には地球待機の約0.7の待機がありますこれは非常に薄いですがそれで
2:19:55
も太陽放射や宇宙線を和らげ宇宙線が空力ブレーキを使うのに利用することができ
2:20:02
ます火星には地球の約13の重力がありさらに火星の地下には水窒素やリなど生命
2:20:11
に必要な元素も存在すると考えられていますこれらの条件を見ると火星は人類が
2:20:18
生存できる大気水重力を持っていると言えるでしょうしかしすぐにでもいけそう
2:20:25
という気持ちは少し早計かもしれません火星と地球にはやはり大きな総意点が存在
2:20:32
します例えば火星の平均表面温度はマ 50°という私たちが日常的に経験する
2:20:41
気温とは大きく異なる極寒の環境なのです最も地球でもロシアのイコン村の冬の
2:20:50
平均気温がマ46°で最低気温はマ71°
2:20:55
にもなり日本の北海道旭川でも最低気温が -41°を記録したことがありますから
2:21:03
火星の気温は人類が居住可能な範囲にないわけではありませんしかしながら酸素が
2:21:10
存在しないことや地標に液体の水が存在しないという点は人類の火星移住に際しては
2:21:17
な課題となりますつまり火星はまるで雪と氷と酸素がない砂漠化した南極といった
2:21:24
イメージで非常に厳しい環境であると言えるのです以上がなぜ私たちが火星を
2:21:32
目指すのかそして火星が移住先として有望な一方でどのような課題があるのかについ
2:21:38
ての説明でしたこれからの科学技術の進歩によりこれらの課題も克服され人類が火星
2:21:45
への移住を実現できるが来ることを期待しています火星移住を阻む壁環境条件的には宇宙
2:21:55
服を着用すればなんとか住めそうな気もしますが火星移住を阻む壁はそれだけでは
2:22:01
ありませんまずは火星に人類を送ることができても火星から地球に帰還するのは
2:22:08
難しいという問題があげられます火星で宇宙船が地球に帰還するためのエネルギー
2:22:15
を確保することは困難なためもし火星行きの切符が発売されたとしてもそれは1度
2:22:21
言ってしまうと2度と戻れない片道切符だと言われています次に大きな問題となるの
2:22:28
が放射線です火星は待機が薄く大規模な磁場も持っていないため地球上と比較して
2:22:35
桁違いの放射線が降り注いでいます長期滞在となると現在の放射線対策では人体に
2:22:43
健康被害を及ぼすことは避けられませんさらにに重力が小さいという点も無視でき
2:22:49
ません長期間の無重力環境は人体を急速に廊下させ筋肉が移植し骨からはカルシウム
2:22:58
が流れ出てコツそ小傷を引き起こすことが知られています火星の低重力が地球の重力
2:23:05
に慣れている私たちの人体に及ぼす影響はまだ十分には解明されていませんそれでも
2:23:12
火星の環境は灼熱の水星や金星地標のないガス惑星の木星や土星その他の地球と環境
2:23:21
条件が違いすぎる惑星に比べると最も現実的に移住計画を進めることができると考え
2:23:28
られていますそして将来的には火星の環境を改善し人間を含めた様々な生物が居住
2:23:37
できるようにすることが可能になるかもしれませんただしこれには技術的な問題
2:23:43
だけでなく倫理的な問題もありますNAS は惑星やその他の天体が地球上の生物に
2:23:50
汚染されないように保護するという惑星保護のルールを定めていますその目的は
2:23:57
地球が地球外生命体に汚染されることを防ぐとともに他の惑星や宇宙物体が地球の
2:24:04
生命体によって汚染されるのを防ぐことです現時点で火星に生命体の存在は確認さ
2:24:11
れていませんがそれでもその可能性が全くないわけではないのですなると思うかも
2:24:17
しれませんがこの倫理的な問題を考慮すると人類が安易に他の惑星の開拓を進めて
2:24:24
いいのかそれとも注意深く進めるべきなのかまた進めるべきではないのかといった
2:24:31
議論が必要となります私たちが生活する地球とは異なる環境での倫理について皆
2:24:38
さんも一緒に考えてみてくださいスースX社の火星移住計画そう
2:24:45
いった背景の中で火星の極地で大規模な爆発を引き起こしその結果として待機環境
2:24:52
を変えて火星を第2の地球にするという衝撃的な提案をしている方がいらっしゃい
2:24:58
ますもしかして皆さんその名前を想像できるでしょうかはいその方こそイーロン
2:25:05
マスク氏ですマスク氏が率いるスペースX 社は火星を人間が長期間居住できるような
2:25:12
魅力的な場所に変えるためテラフォーミング称する計画を進めていますこれは待機中に特定のガスを放出する
2:25:21
ことで火星の環境を地球のものに近づけるという壮大な構想なのですつまり地球上で
2:25:29
気候変動の主犯とされる音質効果ガスを活用して火星の待機の濃度と温度を高め
2:25:36
生命にとってより適した環境を整えようというわけですスースX者は火星に核爆弾を
2:25:44
落とせ火星を占拠せよと書かれたTシャツを販売するほどこの構想に熱心なのです
2:25:52
マスク種のような前衛的なアイデアは驚きですが実際にこれを現実にするには莫大な
2:25:58
費用と高度な科学技術が必要となるため現状では実現可能性は未確定ですスースX
2:26:06
社は生命のある多くの惑星を作り出すことを目指していますマスク氏は地球に
2:26:13
閉じこもっていては人類の未来がないと視し他の惑星に生命権を広げることが人類の
2:26:20
使命だと述べています火星や他の惑星の開発に関してはNASが提唱する惑星保護
2:26:28
の観点も大切でしょうしかし宇宙開発の根本的な目的には人類が複数の惑星に住む
2:26:36
というビジョンがありますこれは太陽の膨張によって地球に住めなくなる可能性や
2:26:42
人口増加資源枯渇食料問題水の危機など
2:26:48
地球上で何かが起こった場合に備え他の惑星にも移住できるようにするという構想
2:26:53
ですマスク氏はこの人類の大きな使命を背負って決して冗談ではなく真剣に火星の
2:27:01
テラフォーミングを考えていますイーロンマスク氏は自動運転者を製造するテスラ車
2:27:07
を通じて物流の革命を起こすだけでなく火星移住計画を通じて人類の未来までも
2:27:14
せおうとしていますその規模と想像力は他の誰と比べても頭1つ抜けていますそして
2:27:23
スースX社では火星を目指す宇宙艇レッドドラゴンの開発が進められており初期段階
2:27:30
として無人での火星着陸の実現を目指していますレッドドラゴンは火星への着陸だけ
2:27:37
でなく離陸も可能な設計となっており火星だけでなく他の太陽経内の惑星へも行ける
2:27:44
よう設計されていますレッドドラゴンプロジェクトにはすでに300億円以上が
2:27:50
投資されていると言われていますちなみにマスク氏の壮大なビジョンによれば近い
2:27:57
将来地球と他の惑星との間で数千人を輸送する事業をスタートさせその後約40年
2:28:04
から100年後には火星に100万人が住む自給持続できる居住地を作り出すとさ
2:28:11
れていますそのように着々と進行中の火星移住経
2:28:17
私たちの生活や未来にどのような影響をもたらすのか興味深く見守っていきたい
2:28:23
ですね火星移住計画の歴史さてこれまで未来の話題に焦点を当て
2:28:31
てきましたが現実的に火星探索がどれだけ進んでいるのかをお伝えしていきましょう
2:28:37
火星探索は1960年代から始まったのです多くの失敗を経験しながらもついに
2:28:45
190776年にアメリカが打ち上げたバイキング1号が初めて確かな成功を納め
2:28:52
ましたそしてその後続けて打ち上げたバイキング2号も火星への南着陸に成功し
2:29:00
火星地表の詳細な写真を地球に送信することができましたその後20年間失敗が
2:29:07
続きましたが1997年にアメリカのマーズパスファインダーが火星着陸に成功
2:29:15
しましたそしてこの探査機は火星に自装者を送り込むという異業を成し遂げたのです
2:29:22
以降2004年2008年2012年には連続して自装者が火星に着陸しその写真や
2:29:30
データを地球に送信することに成功しましたなお現時点で火星への着陸に成功して
2:29:38
いるのはアメリカだけです友人での着陸はまだ達成されていません火星への移住計画
2:29:46
ははまだその初期段階で現実的には人類が地球以外の惑星に降り立った経験はまだ
2:29:53
ありませんそう月面着陸はありましたが月は惑星ではなく地球の衛星なのです火星
2:30:02
探査ミッションがなぜスピーディーに進められないかと言いますと探査機の打ち上げ
2:30:07
が2年に1回しかできないからですなぜ2 年に1回なのでしょうか地球と火星が太陽
2:30:15
を中心に回っているため最も遠くなる時は約4億kmも離れますが最も近くなる時に
2:30:22
は約5800kmにまで距離が縮まりますそして打ち上げエネルギーを最小に抑える
2:30:29
ために最も近い距離となるタイミングを狙って探査機を打ち上げますこの最も近い
2:30:36
距離となるタイミングをローンチウィンドウと呼びこれが約780日起き
2:30:42
つまり約2年起きに1ヶ月間だけ訪れます火星探査ミッションが2年おきに行われる
2:30:50
理由それがここにあります数々の構想が寝られていますが実際の開発のスピードは
2:30:57
まだなかなか進んでいないのが現状ですしかしながら私たちがまだ生きている間に
2:31:04
人類が火星へ到達するニュースを当たりにする日が来るかもしれませんその可能性を
2:31:10
考えるだけでも胸が高なる思いですね本日は火星計画の過去と未来についてお
2:31:18
話ししましたがいかがでしょうかSFの世界が現実になりつつあると改めて感じ
2:31:25
ますねでも私としては往復キップが発売されるまで火星旅行には踏み切れないかも
2:31:32
しれません確かに2度と地球に戻れない旅行など旅行とは言えないでしょうそれで
2:31:39
も2013年にオランダのNPOマーズ1 が火星への旅が片道切符であると明言し
2:31:47
それでも志願者を募集したところ全世界から20万人を超える方が応募されました
2:31:54
結局応募者の中から約1000名が候補者として選ばれ計画が進展しましたが
2:32:00
2019年に資金問題が生じマーズ1計画は破綻し白紙に戻されました火星で一生を
2:32:08
終えても構わないという志願者がこれほどいるなんて私には驚きですもし私が火星化
2:32:15
地球がどちらに永住するか選べるとしたら瞬時に地球を選びますねとはいえ火星移住
2:32:23
計画は人類の未来に大きく関わる極めて重要なプロジェクトですから今後の進展に
2:32:29
は是非注目していただきたいですね今日の解説は以上で終了です最後までご
2:32:36
視聴ありがとうございました

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