スペースマイニング
人類が数十年前に構築する ことができるものよりも強力なコンピュータ上で。 彼の進歩とあなたが当たり前と思うすべての素晴らしい機械 いくつかのまれで貴重な材料に基づいて構築されています テルビウム、ネオジム、タンタルなどの名前。 これらの珍しい材料を地面からデバイスに取り込むのは醜いです 鉱業は大気と水質の汚染に責任があります そして景観全体の破壊。 シアン化物、硫酸、塩素などの危険な化学物質は、資源を抽出するために使用され、 生物多様性、労働者、地元住民に害を及ぼす。 そして、国が彼らの道を進むためにそれらへのアクセスを制限するとき、珍しい資源も政治的ツールです。 しかし、もし私たちが地球上の鉱業を置き換えることができたら、 誰にも害を及ぼさないクリーンなプロセスで？ そうですね。私たちがする必要があるのは、調べることだけです。 小惑星は数百億兆の岩石、金属、氷です。 45億年前に惑星になった雲の残り物。 それらは1メートルほどの小さなものでも、国全体のサイズの原始惑星でもかまいません。 それらのほとんどは小惑星帯とカイパー帯に集中しています 一方、数十万人が惑星間で独自のことをしています。 宇宙旅行がより現実的になってきているので 科学者や経済学者たちは、これらの小惑星にある資源を調べ始めました。 比較的小さな金属小惑星ですら プラチナのような何兆もの価値のある工業用および貴金属が含まれている場合があります。 そして、16 …
核のゴミ
弱い汚染の可能性がある これらは普通に廃棄しても安全だ 7％は中レベルの核廃棄物で 殆どは炉心近くに長時間置かれ 危険なほど汚染された物質だ ガラスかコンクリートに溶融処理されるか 安全に埋設され地下深くに保管される 核廃棄物の97％は 他産業の危険な副産物と殆ど変わらない 凄くも、恐ろしくもない 適切に処理可能だ 残りの3％が問題の始まりだ 高レベル核廃棄物は炉心から 取り出した使用済み燃料だ かつてはウランだったが 現在では様々な高放射性元素で出来ている おまけに非常に高温で 取り扱いは容易ではない これが宇宙に放り投げたいモノだ 毎年、世界で稼働する約440基の原子炉が 高レベル核廃棄物を 11,000トンも出す 1954年以来、危険な廃棄物が 40万トンも蓄積されている 殆どの国が未来に丸投げすることで …
宇宙での移動
周りを見よう、今どこにいる？ 君が占めている場所はどこだろう？ きっと部屋の中の、ある街の、大陸上の、惑星の 宇宙を巡る星の数ほどある銀河のどこかだろう でも…それってどこなんだろう？ 馬鹿げた質問と思うかもしれないが 絶対的な位置という概念は人間の想像にすぎない 要するに宇宙とは大きな袋のようなもので もし星やブラックホールとかを全部取り除いたら 何もない空間だけが残るだろう 空っぽの空間では位置という概念は 意味をなさない 空っぽの空間は均一であり どこも同じだ 我々が占める空間は 足元の舞台とは違うものなのだ 空間に印をつけたり 時空をホチキス留めしたりなんてできない モノがなければ位置もない 我々は他の何かとの関係があってのみ そこにいると位置づけられる つまり当たり前だと思う上や下という考えも 実は相対的なものだ よし、また宇宙をいっぱいにして 自分が今どこにいるのか探ってみよう …
最大のブラックホールのサイズ
宇宙で最大のものはブラックホールだ 恒星や惑星と異なり 今回はブラックホールの仕組みや作り方については扱わない 過去のブラックホールや中性子星の動画で 詳しく扱ったので 興味があればどうぞ とりあえず 今回は宇宙で最大のモノを見つけるのが目的だ まずは本当に小さいものから始めよう 【原始ブラックホール】 このブラックホールは存在するかもしれないし しないかもしれない もし、していれば それは原子よりも古く宇宙最古の存在かもしれない ビッグバンの直後 猛烈なエネルギーが非常に密集していたころ 周囲より密度の高い場所には このブラックホールが形成されたかもしれない 原始ブラックホールの重さは 1兆kgとかそれくらいで だいたい大きな山くらいだが 体積は陽子よりも小さい 原始ブラックホールは地球くらい重かったとしても 大きさはコインくらいになる だからとても見つけにくく …
宇宙の境界
絶対に超えられない境界線というものはあるでしょうか？私達がどんなに工夫・努力しても たどり着けない、そんな場所です。それは存在することが判明しています。 いかなるSF的手段を講じても、私達は有限の物質で満たされた宇宙の袋小路に閉じ込められたままです。 果たして宇宙はどこまで存在するのか、そして私達はどのくらい遠くまで行けるのでしょうか？ あなたが夜空を見上げる時、その光景が永遠に続くと思っているかもしれません。 星が生まれ、死に、また生まれる。その繰り返しが無限に続くのだと。しかしそうではありません。 天の川銀河の直径は20万光年、1兆から4兆個の星を抱えています。 一年にどれくらいの星が生まれていると思いますか？数千？数百万？さぞ大量でしょう。 答えは"約3個/年"です。たった3つ前後の赤ちゃん星。宇宙に存在しうる星の95%は 既に生まれており、私達は宇宙の星形成フェーズの最後尾に生きています。 私達は、私達が知る宇宙の終わりの始まりに居るのです。 新たな星形成は、この先も減少し続けるでしょう。 それだけではありません。宇宙は私達から遠ざかっていることが判明したのです。 天の川銀河は孤独ではありません。アンドロメダ銀河を含む50以上の矮小銀河と共に 直径約1000万光年の「局部銀河群」を構成しています。 私達の銀河スケールでのお隣様、です。またその銀河群が数100集まって 「ラニアケア超銀河団」を形成していますが、それも無数の超銀河団のうちの一つでしかありません。 およそ2兆の銀河が観測可能な宇宙に存在します。 もし私達が光速で移動できたとしても、残念ながら2兆のうち94%の銀河については 私達にとって既に永遠に到達不能な位置にあります。この数字について少し考えてみましょう。 事実としてこれが私達の限界で、私達人間が決して触れることのできない宇宙がこれだけあるなんて 一種の恐ろしさを感じますね。なぜこれらの銀河は既に手の届かないところにあるのでしょうか。 それはそもそもなぜ星々が存在するようになったか、その発端に関係しています。そう、ビッグ・バンです。 核心部を単純化して説明すると、ビッグ・バン後の10の-36乗秒間の出来事、 若い宇宙は非常に小さなエネルギーの泡でしたが、それは完全に均一ではありませんでした。 …
ブラックホールの強さは？
ブラックホールは宇宙でもっとも極端な存在で 全く奇妙で複雑だ もし中に落ちたら？ というか、そもそもなんなのだろうか？ まず、空間と時間について知る必要がある 空間と時間は宇宙のための大舞台だが 空間は舞台のように固定されておらず 時間の流れ方も場所によって異なる 要は、これらは相関性があるのだ 物質は空間を曲げ 空間は物質の動き方を決める 恒星や惑星を置くと その下の空間は歪み その小さな歪みや凹みが 重力を与えてくれるのだ だがブラックホールは舞台を曲げるに留まらず 落とし穴となる あまりにも大きな質量によって 宇宙のルールは変更され "立入禁止"が形成されるのだ 多くのブラックホールは 巨大な星の死と共に生まれた 過去の中性子星の動画でも詳しく説明したが 巨星の本当に最後の瞬間 その内部は光速の1/4の速度で崩壊し …
宇宙核爆撃
もし強力な核爆弾を 月で爆発させたらどうなるだろう 月の軌道が地球に近づき 津波の悲劇が引き起こされるのか 月が破壊され 死の流星が地球に降り注ぐだろうか 冷戦時代、月は宇宙開発と軍事基地化の 主要なターゲットだった そのため米軍は月面で核爆発が起きた場合の 本格的な研究をおこなっている でも、単なる引用では退屈なので 超重要な科学実験を行おう 100メガトンの熱核弾頭を想定して これまで爆発した最強の爆弾の 2倍の力を持たせてみよう ついでに月周辺に好奇心あふれる 宇宙飛行士も配置する さあボタンを押し 時間を減速しよう 最初の数ミリ秒間 弾頭の外側では何もおこらないが 一方内側では、爆発によって 放射性金属コアに衝撃波が送られ コアが圧縮されて臨界に達し 核分裂の連鎖反応が開始される …
ビッグスター
宇宙で一番大きい星はどれだろう なぜ大きいのか そもそも星とは？ 【星になりたがるもの】 まずは地球を見せておこう 何かを学ぶというより スケール感をなんとなく掴むために 星としての性質を持つ最小のものは 大きなガス惑星、または準褐色矮星だ 太陽系で最も重い惑星である 木星のように 地球の11倍の大きさと317倍の質量を持ち 概ね太陽と同じもので構成されるが 量的にはずっとずっと少ない 星とみなされるのは褐色矮星からで 星としては失敗作で 母親をガッカリさせる 褐色矮星は木星の13～90倍の質量を持つ もし90個の木星を投げて衝突させても 見ている分には面白いが 星を作るには不十分だ 面白いことに、褐色矮星に大量の質量を加えても さほど大きくならず、高密度になるだけだ こうして核内の圧力が高まり、 核融合反応がゆっくりと生じ、少々輝く …
なぜ太陽は危険ですか？
滑らかで丸く、 穏やかな太陽。 突然、放射線とプラズマを吐き出すことを除けば。 これらの太陽フレア、コロナ質量放出、あるいはCMEは、 地球を直撃し、人類に深刻な影響を及ぼすことがある。 どうやって起こるのか？ どれだけ酷いのか？ そしてそれらに備えられるのか？ イントロ 太陽は固体のように見えるが、実際は荒れ狂ったとても熱い海のようなもの。 原子が電子と原子核に引き剥がされるほど熱く、プラズマの中で原子が互いの周りを流れている。 プラズマは、太陽の磁場によって押し回され、形作られている。 太陽の重力場がどのように惑星に届き、軌道を形作っているかに似ている。 だが、磁場と重力は大きく異なる。 磁場は二つの力：電磁力の一つである。 電気は磁場を作り、磁場は電気を作る。 太陽では陽子と電子からなるプラズマが 移動すると磁場が発生する。 そしてこの磁場が粒子の流れを形作る。 ダイナモと呼ばれる動的フィードバックで 太陽の磁場の活動を維持している。 この磁場は膨大なエネルギーを蓄え、 太陽系に漏れ出す。 太陽プラズマの一定の細かい、小雨のような流れは太陽風として知られており、 宇宙天気のようなものを作る。 …
太陽のための帆
宇宙に静的なものは存在しない。 夜空に浮かぶ天の川銀河では数十億もの星々が周回している 太陽を含むいくつかの星の軌道は 銀河の中心から3万光年を保ち、 2億3千万年で一周している 銀河系の星々の軌道は、息の整ったバレエというより 泥酔者だらけのスケートリンクのようだ この混沌が銀河を危険な場所にしている 太陽系のご近所も刻々と変化しており 星々は秒間数千kmも移動している 衝突を避けられているのは 単に広大な距離があるからだ だが、いつか不運が訪れるかもしれない 超新星爆発に巻き込まれたり 通りかかった大質量の天体に引き寄せられて 小惑星が降り注いだりすることもありえる このような出来事が起こる場合 数百万～数千年前には予測できるはずだ だが、予測しても打つ手がないだろう、 ただひとつの… 太陽系をまるごと動かしてしまうという手法以外には 太陽系を動かすにステラエンジンが必要だ ステラエンジンは銀河の中で星を動かす巨大な構造物で ダイソン球レベルの高度な技術を持つ未来の文明が 数百万年後を見据えて建造するかもしれないものだ …
中性子星
中性子星は宇宙で最も極端で激しい天体の一つだ 数キロメートルほどの巨大な原子核の集まりであるが 恒星と同じほどの質量を持つ そして、中性子星は非常に壮大な存在の死によって誕生する 恒星は繊細なバランスによって存在する 数万、数億、数兆トンの灼熱のプラズマが 重力によって内側に引っ張られ 膨大な力で物質を圧縮し、核融合が起きることで 水素が融合してヘリウムとなる これが重力を押し返して外に出ようとするエネルギーを解放する このバランスが続く限り、恒星は輝きながら安定することができる 最終的に、中心部の水素は全て核融合により燃焼し尽くす その後、私たちの太陽のような中規模の恒星は、巨星という段階を経て、 ヘリウム、炭素、酸素といった元素を生成しては燃焼することを繰り返し 最終的には白色矮星になる しかし、私たちの太陽の何倍もの質量を持つ星は ヘリウムが燃焼し終えたところで、興味深い状況になる しばらくして圧力と放射線のバランスが崩れて、 重力が勝ち、恒星は以前よりも強く押しつぶされる 恒星のコアは一気に活発に燃え上がり 恒星の外側の層は何百倍も膨張し、 より重い元素を融合し続ける 炭素は数百年でネオンに、 1年でネオンが酸素になり、 数ヶ月で酸素がシリコンになり、 …