FRACTAL chem blog

FRACTAL Dr.SAKAI の科学ブログ

「重力波を初観測」 今後に解明されてくる5つのものとは

こんにちは。

日本時間2月11日に、アメリカを中心とした国際研究チーム「LIGO」が宇宙空間にできた「ゆがみ」が波となって伝わる現象、いわゆる「重力波」を初めて直接観測することに成功したと発表しました。

中学・高校生の方!!!

これはきっと時事問題にでますよー!

重力波」「(米)LIGO」「直接観測」「2月11日」

この4つの単語は確実に覚えておきましょう。

 

さて、今後この「重力波」によって解明されるものは何でしょうか。

重力波アルベルト・アインシュタインが「太陽が瞬間的に消滅したら地球の公転軌道どうなるか」の論争で提唱した仮説でした。

存在は過去に直接観測された事例はなく、その存在さえ怪しいと一部では言われるほどでした。しかしこの「重力波」の仮説がないと成立しない理論が数多くあり、その存在は信じられてきました。

重力波」を解明するということは「重力」を解明することになり「解明する」ということは「操作」できると言うことになります。

重力波解明に伴い今後の発明・解明されるものとは…

1.一般・特殊相対性理論

アルベルト・アインシュタインの唱えた理論です。異なる重力圏では時間の流れ方が違うと言うものです。既にGPS等で一部の実用化がありますが、更なる実用が期待できます。

2.タイムマシン

相対性理論の解明により、それを操ることが可能になるのではないかというものです。

3.パラレルワールド

重力波の解明に伴いブラックホールを解明することにも繋がります。

多次元世界であると言うブラックホールの解明は他次元、つまり多世界釈の存在有無について照明できるようになってきます。

4.霊などの存在有無

これまでに科学では証明できなかったオカルト分野も科学になる可能性があります。

5.UFOなどの存在有無

上記におなじで、科学では照明できなかったオカルト分野も科学になる可能性があります。

 

これから先まだまだ多くの理論や仮説が証明されることになると思われます。

 

 

「重力波を初観測」 重力波が観測された今、今後の行方の可能性は・・・

こんにちは。

アメリカを中心とした国際研究チームは、11日、宇宙空間にできた「ゆがみ」が波となって伝わる現象、いわゆる「重力波」を初めて直接観測することに成功したと発表しました。重力波の観測は、ノーベル賞に値する成果とも言われ、日本の専門家も「天文学の飛躍的な発展につながる」と言っています。

これは人類史上歴史的な日が訪れたのかもしれません。

ちなみに、今日2月12日と言えば岐阜県重力波観測装置「かぐら」が設置される日でもあります。なんだろう、日本の出遅れてしまった感じは…

そして、アメリカにある「LIGO重力波観測所」の国際研究チームは、現地時間の11日午前首都ワシントンで会見し、アインシュタインがちょうど100年前に「一般相対性理論」の中で提唱した現象である「重力波」を初めて直接観測することに成功したと発表しました。

 

さて、今回の重力波とはいったい何なのか。

重力波とは、巨大質量をもつ天体が光速に近い速度で運動するときに強く発生します。

例えば、ブラックホール中性子、白色矮などのコンパクトで大きな質量を持つ天体が連星系を形成すると、重力波によってエネルギーを放出することで最終的に合体すると考えられています。

重力波の概念は、アルベルト・アインシュタイン自身が、一般相対性理論を発表した2年後に発表した。重力波が存在することは間接的には示されているがまだ直接観測されていませんでした。

重力波の伝播を媒介するものは重力子(graviton)という粒子と考えても良いのですが、これも未検出である重力波を直接観測することは、現在の一般相対性理論研究の大きな柱の1つであり、巨大なレーザー干渉計や共振型観測装置が世界の数拠点で稼働あるいは計画中です。

また、予想される重力波は非常に弱いため、ノイズに埋もれた観測データから重力波を抽出するために、重力波の波形をあらかじめ理論的に計算して予測する必要があります。

 

さて、重力波が観測された今後はどうなるのでしょうか。

「観測できた」ということは「解明」につながります。

「解明」からつながる先は「操作」です。

重力波の観測技術を手に入れた人類は宇宙の究極の観測方法を手に入れたことと同じになります。

重力波、重力を操作することによって可能なことは、「タイムトラベル」や「ワープ(瞬間移動)」などが現実にありうることになってきます。

もしタイムトラベルが可能になってしまったら、、

歴史を操作することによって完全なディストピアが成り立つかもしれません。

ワープが可能になったら、、、

人類は今までに、行ったことも見たこともない様な場所に行き観測が可能になります。

これは地球外生命体の存在や新たな天体の発見に繋がるでしょう。

 

地球の重力波

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今後の天文ニュースは欠かさずに見る必要がありりそうです。

 

物理学講座3 「力」

物理学講座3 「力」

いよいよ物理の第一歩「力」についてです。

カタカナの「カ」ではありません。

「ちから」です(笑)

今日紹介するこの「力」についての部門は、一般的に「力学」と呼ばれています。

 

力とは…

物体が変形したり、物体の動く速度が変わったりするのは、物体に力がはたらいたからです。何も力が 加わらなければ変形もしない、速度も変わりません。また、変形しなくても、地球上においては重力という力がにはたらい ています。この世の中の全ての物に力は関係していて、物事の現象の根源を探るには力のはたらきについて考えなければなりません。物理は力について考える学問ともいえます。

力の種類には、重力、人間の筋肉による力、ひもが物を引っ張る時の張力、物を引きずる時に感じる摩擦力、水の中の物体を持ち上げようとする浮力、ば ねによる弾性力、荷電粒子の間にはたらくクーロン力、磁石同士が引き合う磁気力、床から押し返される垂直抗力などがあります。

このように力にはいろいろな名前が付いていますが、そのどれもが元を辿ると重力か電磁気力の2種類の力に行き着きます。

人間の筋肉による力も、脳内で発生した電気信号を神経細胞が腕の筋肉に伝え、筋肉細胞を構成する分子たちが電気をやりとりして、筋肉を縮めたり伸ばしたり するものです。ロープにはたらく張力も、ロープを構成する綿や化学繊維の分子が分子間力によって、外から引っ張られる力に対抗している力です。分子間力の 元は電磁気力です。摩擦力と浮力の元は重力ですし、弾性力の元は電磁気力です。

いろいろな力があると言っても、おおもとは2種類であり、その2種類の力をさまざまな場面によって張力、摩擦力、浮力、弾性力などと名前を付けて呼んでいるわけです。高校物理ではこれら張力、摩擦力、浮力、弾性力などについて個別に勉強していきます。

 

引力と斥力

互いに引き合う力を引力といい、互いに遠ざけようとする力を斥力(せきりょく)といいます。

 

力の単位

力の単位には [N] ニュートン が用いられます。あの有名なニュートンからきています。1.0 N は質量 1.0 kg の物体に 1.0 m/s² の加速度を生じさせるような力と定義されています。何のことかわからないと思いますが、後で習う運動方程式というものから導き出されるもので、物体に力を加えると速度が増すという ma = F という式において質量 m=1.0 [kg]、加速度 a=1.0 [m/s²] のときの力が 1.0 N と定められています。

ここで、「 1.0 kg の物体に → 1.0 m/s² の加速度を生じさせるような力が → 1.0 N である 」ということを頭において、次の説明を読んでください。

地球は重力という力によって地球上のあらゆる物体を引っ張っています。そしてそのときの加速度は 9.8 m/s² です。

ということは、1.0 kg の物体にかかる重力という力の大きさは 9.8 N ということになります。( 2.0 kg の物体にかかる重力という力の大きさは 2×9.8 N です。2.0 kg の物体に 9.8 m/s² の加速度を生じさせるのだから。)

では、1.0 N という力の大きさは重力でいうとどのくらいでしょう。

1.0 kg の物体に → 9.8 m/s² の加速度を生じさせるのが → 9.8 N

 ●kg の物体に → 9.8 m/s² の加速度を生じさせるのが → 1.0 N

●は 1.09.8 kg です。計算すると 0.102 kg です。0.102 kg ほどの物体を重力が引っ張るときの力が 1.0 N ということです。感覚的にいうと、1.0 N という力の大きさは、手のひらにみかんを置いたときに感じるくらいの力、ということです。

これらのことを 3-1-2-1 自由落下運動 の項で示した g (=9.8 m/s²) という記号を使って表してみますと、

1.0 kg の物体にかかる重力 = 9.8 [N] = g [N]

2.0 kg の物体にかかる重力 = 2×9.8 [N] = 2.0g [N]

0.102 kg の物体にかかる重力 = 1.0 [N] = 0.102×9.8 [N] = 0.102g [N]

m [kg] の物体にかかる重力 = m×9.8 [N] = mg [N]

と表すことができます。

ややこしくて混乱すると思うのでこの説明は何度も読み返してください。昔は kg重(きろぐらむじゅう)という分かりやすい単位があったのですがこの単位は廃止されたようです。

 

次は力の現し方、ベクトルについてです。

物理でようく使う数学知識2

物理数学2

ピタゴラス(三平方)の定理」

 

こんにちは。

今回はピタゴラスの定理を紹介します。

ピタゴラスの定理」とはいわゆる「三平方の定理」です。

このピタゴラスの定理は、誰が提唱したのかは未だに謎であり、中国古代の記録書には既に取り上げられていたようです。

それではピタゴラスの定理について説明しましょう。

 

1.「ピタゴラスの定理の特性」

ピタゴラスの定理は三角形の辺の長さを求める事に使用されます。

ただ三角形とは言っても直角三角形のみに当てはまる定理です。

直角三角形のみですよ!これがすっごく大事な要素です。

 

2.「ピタゴラスの定理の公式」

a^2+b^2=c^2

c=三角形の斜辺

となります。

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3.「ピタゴラスの定理の証明」

ピタゴラスの定理の証明は意外と簡単にできます。

公式のa^2やb^2,c^2 の 「^」2は何を表してるのでしょうか。

正解は「正方形の面積」です。

正方形の面積の求め方は「たて」×「よこ」ですね。

1辺がAcmの正方形の場合、A×A=A^2となります。

ここで下の図を見てください。

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これは三角形の辺の長さを1辺とした四角形の図です。

下の黄色の正方形は1辺がAcmで、その中に入ることができる三角形は16個です。

右の緑色の正方形では1辺がBcmで、その中に入ることができる三角形も16個です。

以上の事から上の三角形は「直角二等辺三角形」と言えます。

さて、青色の正方形ですがピタゴラスの定理より、容量は三角形32個分とわかります。

こうして照明は成り立つのです。

僕の家の近所の科学館では面白い証明をしていました。

それがこちらです。

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直角三角形とそうでない三角形を並べて回転させ、体積を図るというものでした。

他にも定規を使った証明などたくさんあります。

皆さんもぜひ試してください。

 

4.「ピタゴラスの定理の応用」

ピタゴラスの定理と並行して次の事も覚えておくと非常に効果的です。

下の図を見てください。

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これを覚えておけば角度から辺の比が、辺の比から角度が求められたりもします。

今後様々な部分で登場するのでぜひ覚えておいてください。