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数学、科学

2012年7月16日 (月)

素粒子ニュートリノは光速以上その2

ニュートリノ素粒子が光速以上であるか? の記事を前回記載した。

アインシュタインの相対性理論では光速以上のものは存在しない。

これがくつがえると、絶対的理論が成立しなくなり、大革命になる。

物理学者が本当にニュートリノが光速以上かを詳しく調べた。

結果、光速以上でないことが判明した。

これにより、相対性理論の真実化がさらに強固なものになった。

要するに、SF映画にようなワープ走行は不可能であることがさらに確定的になった。

光速で移動するためには質量がゼロである必要がある。さらに光速内では時間が止まる。

2012年1月 1日 (日)

NASAが地球に似た惑星を発見

12月6日に、NASAが地球に似た惑星を発見したとのニュースがあった。地球から600光年の距離にあり、気温25度で水が存在する可能性もある。

大きさは地球の2.4倍。

んっ。待てよ。地球の2.4倍と言うことは? 地球と同じ成分だとしたら、重さは10倍以上。つまり、重力が10倍以上とのことである。大気もあるが成分は不明とのこと。

少し地球とは異なるが、それでも大発見である。

もともと地球の存在する確率は数万分の1とも、数億分の1とも言われている。そう考えると、今回の発見は大発見である。

もちろん生物が存在する可能性もある。ただし、忘れていけないのは、いまだに地球外生物が発見できていないことである。それだけ確率が小さいのである。600光年離れた惑星に生物が存在するかどうかの確認をするすべはない。仮にロケットを飛ばしたとしても到着するのに1億年以上掛かる。その頃は人類は存在していないだろう。40億年の地球の歴史のなかで、人類が生まれてからたった10~40万年しか経っていない。

それでも生物が存在していたとしても、人類のような高等生物が存在する可能性はないであろう。地球の過酷な歴史と、地球の磁場や重力、大気の成分だけでなく、数百万の生物が地球の異変と共に共存しながら、競争を繰り返し、数十億年掛けて数百万個の中から人類が生まれた。

我々人類が存在していること自体が軌跡であり、全宇宙で見ても、人類のような高等生物が生まれる可能性はほとんどゼロなのである。

2011年9月26日 (月)

素粒子ニュートリノは光速以上?

最近、大きなニュースが飛んできた。

素粒子ニュートリノが光より速く移動できるという実験結果が発表されたのだ。

ニュートリノは質量がないと思われていて、地球すら素通りする素粒子だ。

また、近年になってわずかだが質量があるとも言われている。

今度は、光より早く移動できるというのだ。どの程度かと言うと、光が1000キロ進む場合、ニュートリノはさらに20メートル先まで進むことになる。つまり、100万分の20だけ早いことになる。

世界の物理学者は驚きを隠せないでいる。計測の誤差ではないかと多くの物理学者は考えている。

アインシュタインの相対性理論では、質量のあるいかなる物質も光より早く移動できないことになる。もし光と同じ速度で移動するためには無限大のエネルギーが必要なだけでなく、光速では時間も止まる。これは時空間が歪むためだ。

もしニュートリノが光速よりも早く移動するとなると、時空間の歪みはマイナスの歪みとなり、時間が逆転することになる。つまり、過去に向かって移動することになり、過去には移動しているニュートリノが存在しない場合もある。なのに移動する? 存在しないのに移動する?

結論がでるのにはまだまだ時間が掛かるが、非常に難しく、理論も出ないかも知れない。

なのに、ニュースではさっそく、「タイムマシーンが可能」とか、「ワープ航法が可能」とか、述べているものもある。まったく馬鹿げている。科学を知らない程にも程度はあるが、それ以上の愚の骨頂である。(もっとこのブログを読んで欲しい)

そもそもニュートリノそのものが解明されていない。まだまだ得体の知れない素粒子なのである。その素粒子の話が、なぜタイムマシーンまで発展するのだろうか。

ともあれ、ニュートリノについては興味ある話である。

また一杯飲めるかも知れない。

2011年9月24日 (土)

光は直進しない

宇宙空間で光は直進すると考えられていた。

アインシュタインの一般相対性理論では異なる。

重力によって、質量のない光が曲がると言うのだ。

発表時、全く信じられなかった。

しかしながら実測によって実証された。

皆既日食の日、太陽の淵にしか見えないはずの、はるか遠くの星が、わずかだが淵からずれた場所に見えるという。そのずれる度合いも計算してあった。

皆既日食に日観測すると、ピタリと計算した位置に見えた。観測結果の分析には6ヶ月も要したが、理論は実証された。

理論は机上の計算だけであったが、見事としか言いようがない。

この応用が現在でも使用されている。GPSだ。

高速で回っている、はるか上空の通信衛星からの電波をわずかだが補正する必要がある。この補正にアインシュタインの計算式が用いられている。

まったく、たまげたもんだ。

2011年7月25日 (月)

蒸気機関車の車輪とピストン

蒸気機関車は水を石炭で沸かして蒸気を得、蒸気でピストンを動かして車輪を回す。

あるとき、下記のような状態で車輪が止まったら、次に動くときは右回転になるか左回転になるか、不思議に思われるかもしれない。

Kikansya1

ん~ん。右と左のどちらに回転するのだろう。。。

これにも仕組みがあり、大丈夫にできている。

実は、上の図とは反対側の車輪は90°ずれて下記のようになっている。

Kikansya2

次の瞬間にこの車輪のピストンが伸びれば左回りになるし、ピストンが縮まれば右回りになる。

なるほど、よく考えたものである。

2011年7月 5日 (火)

クルマのトーイン

クルマを運転していてハンドルを右にきり、ハンドルから手を離すとハンドルが戻る。

左にきったあとでハンドルから手を離しても、元に戻る。

これは、ハンドルから手を離したときに、クルマはまっすぐ進むようにできているからだ。

仕組みは簡単である。

クルマを上から見たときに、前輪は少しだけ内側を向いている。

そのため、右カーブでは右の車輪に力がかかり、手を離すと左に曲がる。

左カーブでも同様だ。

この前輪が内側を向いていることをトーインと言う。

左右の前輪の前同士の間隔と、後ろ同士の間隔を測ってみると差があるのでわかる。

うっかり居眠り運転でハンドルから手を離した時に、クルマは直進しようとする。

よく考えたものだ。

もっともこれはFF車ではこの限りではない。

ん~ん。こりゃまた一杯飲める。

ちなみに筆者はクルマどころか、免許も持っていない。

2011年5月 7日 (土)

5月7日、NASAからのニュース「一般相対性理論の2つが正しいことが観測」

NASAでアインシュタインの一般相対性理論の2つが正しいことが観測されたとのニュースが5月7日にあった。一般相対性理論とは重力理論である。

実測された1つ目は、重力により時間と空間に歪が生じると言うものである。

もう一つの予言は、天体の回転により時空を引きずる「フレーム・ドラッギング」効果である。

惑星の軌道のような巨大な物体で観測される動きを、ニュートンのモデルでは正確に予測できないことがわかり、アインシュタインが理論を解いた。惑星の軌道は惑星と太陽の間の重力よりも、むしろ物体がもたらす時空のひずみに基づいている、と言うものである。

これらを実測するためにNASAは重力探査機(GP-B)を打ち上げた。この探査機には極めて正確に観測できるジャイロスコープが4機搭載された。

上空約650Kmの極軌道で、機器の一端をペガスス座の連星「IMペガシ(IM Pegasi)」に向けたと言う。時空の歪がなければ、機器を向けてもジャイロスコープはIMペガシを永遠に向く事はない。

アインシュタインの言う時空の歪と回転による引きずりがあれば、ジャイロスコープの回転軸は徐々にずれていく。

実測の結果、1年間に約6600ミリ秒角(約0.0018度)ずれた。このずれは非常に小さいのでアインシュタイン自身観測は不可能だとも言っていたが、実測された。さらに、この実測値はアインシュタインが予想した数値に大変近いものであった。

その他にも、原子時計により空間による時間のずれの観測や、暗黒星雲を証明する銀河系規模での実測などにより、一般相対性理論が証明されている。

相対性理論は机上での理論であったが、機器の精度向上により実際に観測されてきている。

相対性理論により、人類が太陽系以外へ行くことがますます不可能であることが判る。


ジャイロスコープの原理は「こまの不思議」に記載済みです。

やっぱり、科学はおもひろいわ。。。

2011年4月15日 (金)

福島原発でのコウナゴ汚染について

東日本大震災から1ヶ月経過する今でも福島原発事故は継続中である。

先日、コウナゴ(イカナゴの稚魚)から基準値を超える2300ベクレルの放射性ヨウ素が検出されたとのニュースが流れた。漁業業者に相当なダメージが出ている。

前回、水汚染について述べたが、今回このコウナゴについて述べる。

メディアは今回の2300ベクレルとはどのような値かがわかっていないようだ。

2300ベクレルを上回る4000ベクレルで説明すると、毎日3kgを1年間食べ続けると人体に影響が出るレベルである。

今回は4000ベクレルではなく、2300ベクレルである。尚且つ、毎日3kgを1年間食べ続ける人は、まずいないであろう。仮に、2300ベクレルの10倍の23000ベクレルだとしても毎日300g食べ続ける人はそうはいないだろう。

なのにメディアは騒ぎ、漁業に影響が出ている。

メディアの伝え方に問題があると思う。要するに、「毎日3kgを1年間食べ続けなければ影響は出ません」と、必ず伝えるべきであろう。もしそれができないようであれば、今回のコウナゴ汚染は伝えるべきではないだろう。

また、視聴者にも問題はある。「正確な情報を伝えてほしい」と述べている場面もあった。

テレビやネットからこれほど頻繁に情報を伝えているのに、まるで何も聞かされていないような言い方をする。聞く側の問題であろう。

まだ福島原発事故は継続中であるので油断はできないが、もっと冷静に、正確に判断してほしい。
これ程多くの情報が提供されているのだから。

2011年3月25日 (金)

福島原発での東京都水道水汚染について考える

福島原発の事故の影響で、最近の東京都の水が放射線汚染されたので、乳児のミルクには注意とのお察しが出た。

1kgあたり100ベクレルの放射性ヨウ素131が検出されたとの事であった。今朝になって100ベクレル以下になっているが。。。

このさわぎの影響で各所でミネラル・ウオーターが品不足となっていると聞く。

そもそも100ベクレルとはどのようなレベルだろうか。

1歳未満の乳児のように水(ミルク)だけを摂っていて、尚且つ、一番の成長期であるあるからとの事である。

しかしながら、それほど騒ぐレベルではない。

1年間摂取し続けて、100人あるいは1000人に一人の割合でしか影響が出ないレベルである。

なのに、「離乳食には影響ないか」とか、「胎児には影響ないか」とかの問い合わせも発生している。

「離乳食は水だけでできているものではないので影響ない」とか、「胎児は母親の食事から栄養が行くので、水だけではないので影響ない」とかの返事で追われている。

さらには、家庭の炊飯にまでミネラル・ウオーターを使用するケースも出ている。(ひぇ~)

まったく科学の知識のなさには驚かせられる。もちろんマスコミが騒ぎすぎることも原因であろう。

1歳未満の乳児でも、ミネラル・ウオーター不足がそれほど心配ならば、水道水と半分半分にすれば放射線濃度は半分になり、基準以下になる。

さらに放射線には半減期があり、今回の放射線濃度は数日で半分になる。

そもそもこの基準はチェルノブイル原発事故の時に作成された。絶対と言っていい程の安全基準で作られた。

自然界には放射線が飛び回っているし、飛行機に乗っただけで宇宙からの放射線も受ける。

問題はそのレベルがどの程度で、その影響度をしっかり理解しているかどうかである。

もう一度言うが、通常の生活では全くと言っていいほど問題はない。

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放射能とは放射線を発生する能力の事を言い、発生されたものを放射線と言う。テレビなどで、「放射能が発生した」などと言うのは間違いである。

2011年3月 8日 (火)

フーリエ展開はチョウ不思議

久々に数学の話をイッパツ !

下記は単純なsinθの図である。

Fourier01 

この波形にちょっと手を加えて行く。

周波数を 1/1, 1/3, 1/7. 1/9. 1/11, 1/13 にし、それぞれの振幅も 1/1, 1/3, 1/7. 1/9. 1/11, 1/13 として加え、全体を4/πする。

つまり、

Fourier02 

は、下記の図となる。

Fourier03 

これを無限に続けて足していく。つまり、

Fourier04

は、下記の波形となる。

Fourier05 

そう、これは矩形波である。

このように。どのような波形 (厳密には周期関数) でも級数に転換できるのをフーリエ転換といい、その式をフーリエ級数と言う。

コレは、実に不思議であり、興味深い。

ちなみに、鋸(のこぎり)波、インパルス波の例はWebにゴロゴロ記載されている。

より以前の記事一覧