物質を構成する素粒子！
物質を構成する素粒子！
１９８７年２月２３日、１６万年前に大マゼラン星雲に属する星が超新星爆発を起こし中性子星になったのを偶然発見して、世界の天文学者たちがその観測に沸き立ちました。まったく同じタイミングで、東京大学宇宙線研究所に設置されていたカミオカンデが、水タンクに１１~１２個のニュートリノが飛来し１３秒にわたり存在していたことを発見して世界に驚愕をあたえました。さらに、１９９６年には、現在設置されているスーパーカミオカンデが、ニュートリノに質量があることを証明するニュートリノ振動を発見しました。
ビッグバンから始まった宇宙の不明な部分が、ニュートリノ観測を通して解明されるかもしれないらしいです。ニュートリノは素粒子のひとつですが、そもそも素粒子とは何かを少し調べてみました。最先端物理学の内容なので、科学者たちが唱えている学説の詳しいことはよくわかりませんが、最低限知っておくべきことをまとめてみました。
「水」を例に取り上げてみると、大きい段階から物質（水）－分子（Ｈ２Ｏ）－原子（Ｈ水素）－陽子（陽子・中性子）－素粒子（クオーク）となり素粒子が最小単位です。宇宙を構成するすべての物質はクオークとレプトンという素粒子の構成で形成されています。水素を例にとると、クオーク３つからなる陽子とレプトンのひとつである電子１つの組み合わせになっています。素粒子の世界では、物理学者たちが１００年かけて作り出してきた「標準理論」があり、全部で１７種類の素粒子が現在存在しています。
第一世代 第二世代 第三世代
クオーク： アップ＆ダウン チャーム＆ストレンジ トップ＆ボトム
レプトン： 電子ニュートリノ＆ ミューニュートリノ＆ タウニュートリノ＆
電子 ミューオン タウ
力を伝える素粒子：光（電磁気力）、グルーオン（強い力）、ウィークボソン２種（弱い力）
質量を与える素粒子： ヒッグス
上記１７素粒子の中で最近存在が証明されたのがヒッグス素粒子です。この素粒子はクオークのようにものを構成するものでもなく、レプトンのように力を伝えるものでもなく、他の素粒子たちとはかけ離れた存在です。一つだけかけ離れた素粒子があるのはおかしいと考えている科学者たちも多く、これからヒッグス素粒子をもっと掘り下げて研究していくことが予想されています。また、クオークの第三世代に属するトップクオークも６つのクオークの中で異常に質量があるので、何か理由があるとみられていて、ヒッグスと同様研究テーマになっています。現在建設計画中のＩＬＣという陽子と陽電子を衝突させる直線３０ｋｍの加速器設備が解明してくれると期待されています。
空飛ぶクルマ登場！
空飛ぶクルマ登場！
つい先日、２０２０年代は空飛ぶタクシーの時代になりそうな記事を掲載しましたが、今度は違うコンセプトで別の企業が出てきています。３月８日から開催されているジュネーブモーターショウでオランダの企業ＰＡＬ－Ｖが空飛ぶクルマ「ＰＡＬ－Ｖ Ｌｉｂｅｒｔｙ」を展示しています。本体は３輪自動車で本体上部にローターを備えていてジャイロコプターの様な格好です。走行用と飛行用の２つのエンジンを搭載しているので自動車モードでも飛行モードでも使えるのが特徴です。ＰＡＬ－Ｖ社によると、既に欧州航空安全機関とＦＡＡ（連邦航空局）の飛行に関する認可を受けているとしているので、パイロットライセンスさえあれば飛行が可能だそうです。しかし車が空を飛ぶとなると様々な制約が考えられるので、同社は２０１９年中に完全な認可を受けたうえで、市販を開始したい意向です。これが実現すると他の企業の開発速度が加速するのではないでしょうか！
今年の夏は猛暑？
今年の夏は猛暑？
三寒四温が進みやっと寒さから解放されたと思えるこの時期に夏の話しです。昨秋発生し、南米ペルー沖の水温を低くしたラニーニャ現象は、西太平洋熱帯域では逆に海水温を高めています。ラニーニャ現象が終息する６月ごろからは積乱雲と上昇気流が発生しやすく、その影響でチベット高気圧の勢力が強まり、さらにそれが太平洋高気圧を平年よりも北に押し上げるという連鎖現象が見込まれています。チベット高気圧と太平洋高気圧がダブルでせりあがってくると過去にも記録的な高温が発生しています。１９９４年の佐賀市で観測された３９．６℃や、高知四万十市の４１．０℃を始め全国１４３地点で最高気温を記録した２０１３年等です。今年は全国的に暑い夏になりそうな予想ですが、特にダブル高気圧が接近する九州や四国で猛暑になる可能性があるので要注意だそうです。
図は気象庁が発表した気温上昇のメカニズムです。
最強寒波！
最強寒波！
この冬のシーズン、北半球の世界各地で最強寒波が吹き荒れています。日本は日本海側や北海道に大雪と史上最低気温をもたらしました。アメリカ北東部やロシアの東シベリアには猛烈な寒波に襲われ、直近では欧州が「シベリアの熊」の襲撃で各地に大雪をもたらしています。サハラ砂漠でも久しぶりに雪が降りました。この最強寒波が世界各地を襲う原因は北極の温暖化にあると専門家はみています。二酸化炭素の排出による問題はこれまで幾度となく指摘されてきました。典型的な現象として今年の北極の海氷面積は史上最小になったそうです。北極の温暖化が進むとシベリアの寒冷高気圧が巨大化し、蛇行する上空のジェット気流に乗る様にしてより緯度の低い日本や欧州までも寒波が下ってきているのです。しかしこの海氷縮小の問題はもっと深刻なことを隠しています。それは原因が二酸化炭素だけではないということです。温暖化による海氷の縮小で永久凍土に含まれているメタンハイドレードが地表に出てきて、メタンガスの放出が起こる可能性があります。メタンガスの温室効果は二酸化炭素の数十倍あると言われているので、海氷がさらに進みメタンガスの放出が現実になると、自然環境メカニズム自体が大きく変わってしまう可能性があるそうです。
２０２０年代は空飛ぶタクシーの時代？
２０２０年代は空飛ぶタクシーの時代？
配車サービスの「Ｕｂｅｒ」がＮＡＳＡと共同開発で空飛ぶタクシーの開発を進めていることは既に掲載していますが、空飛ぶタクシーの開発に取り組んでいる企業はほかにもあります。その中でも航空機メーカーの「エアバス」は積極的で、４人乗りの「シティー・エアバス」と「一人乗りのヴァーハナ」を開発中です。「ヴァーハナ」は今年１月３１日のテスト飛行に成功しました。この機体は翼に８個の電動ローターを搭載し、翼の角度を変えるだけで垂直離着陸が可能です。さらに自動運転による自律飛行も可能だそうです。２０２０年までに量産機体を製造して２０２８年頃には商業サービスを予定しています。一方の「シティー・エアバス」は機体の４隅に４つの大型ローターを搭載し、垂直離発着が可能です。「エアバス」社は２０１８年中に初飛行を予定していて、近い将来には自動運転による自律飛行を前提として通常のタクシー並みの料金で運行したいと考えているようです。
中国も先行しています。Ｅｈａｎｇ社が開発した「Ｅｈａｎｇ１８４」も２月６日に人を乗せての初飛行に成功しています。このタクシーは一人乗りで、機体の４隅からのびたアームに８個のローターを搭載し、スマートフォンやタブレット端末から目的地を指定することで自動飛行が可能です。最高速度は時速１３０ｋｍ／Ｈで航行距離は４０～５０ｋｍだそうです。その他、インテルやトヨタＡＩベンチャーズ等複数企業が空飛ぶタクシーを開発する「Ｊｏｂｙ Ａｖｉａｔｉｏｎ」に１億ドルの出資を決定していますし、ヘリコプター大手のベル・ヘリコプター社も空飛ぶタクシーの開発を表明しています。２０２０年代の空飛ぶタクシーが現実味を帯びてきました！
冬ならではの景色を残しましょう！
冬ならではの景色を残しましょう！
阿蘇五岳
南阿蘇村の南外輪山からは目の前に広がる雲海とその先に横たわる冠雪した阿蘇五岳が見えています。左から、根子岳（１４０８ｍ）、高岳（１５９２．３ｍ）、中岳（１５０６ｍ）、杵島岳（１２７０ｍ）、鳥帽子岳（１３３７ｍ）です。
紅富士
寒い朝、朝日の輝きを受けて富士山が紅色に染まります。眼下に広がる山中湖にも紅色が映っています。四季の移り変わりや一日の時間の流れの中で、富士山は様々な表情を見せてくれますね。
２０１８年火星大接近！
２０１８年火星大接近！
１月末に楽しめたスーパー・ブルー・ブラッド・ムーンに続き、今回は火星ウオッチングをしませんか？今年の７月３１日に、火星が５７９５ｋｍ迄接近して赤い惑星が見えるそうです。１５年ぶりの大接近で、これを逃すと次は２０３５年の９月１１日ですので貴重な機会です。火星ウオッチングをヘルプしてくれる無料アプリ「Ｍａｒｓ Ｂｏｏｋ」をインストールしておくと、頭上に広がる夜空のどこに火星があるのかを表示してくれます。
アンドロメダ銀河は若かった！
地球が存在する銀河にいちばん近いアンドロメダ銀河は長い間双子の銀河と考えられてきましたが、フランスと中国の研究チームが、それが間違いであるとの論文を発表しました。この発見の発端になったのは、銀河のあらゆる恒星が銀河中心の周りを規則的に回転運動しているのに対し、アンドロメダ銀河にある恒星の年齢差が大きいことや特定の恒星が不規則な軌道を描いていることでした。研究チームによると７０～１００億年前に片方が４倍大きい２つの銀河が衝突経路に入り、１８～３０億年まえに合体したとの推算結果が出たそうです。銀河は約７０億年前にできたと言われているので、アンドロメダ銀河は双子ではなくもっと若い銀河だそうです。
レーザー物理学研究の進化！
レーザー物理学研究の進化！
英国クイーンズ大学の物理学者ＳＡＲＲＩ氏が革新的な実験をやっています。聞きなれない「ガンマ線バースト」が発生すると考えられている極限環境を再現してしまったのです。
ガンマ線バーストとはブラックホールなどの巨大な質量をもつ天体から噴出されると考えられていますが、宇宙で観測される最も明るい現象で、１０３億６０００万光年離れていても肉眼でその光を見ることが出来るそうです。ＳＡＲＲＩ氏はガンマ線バーストが起こる極限環境とは陽電子プラズマ状態を作ることと考え、小型の負圧真空を造ってそこに超強力なレーザービームを通すことで陽電子プラズマを造ったのです。太陽の様な大気圏では、物質は固体、液体、気体を通り越して、原子と電子が分離するプラズマ状態になります。さらに熱くなると、プラズマ状態すら安定せず、物質とその正反対の反物質に分離します。その状態を陽電子プラズマと呼び、電子とその反物質である陽電子の質量が完全に釣り合う状態になります。ビッグバン直後の宇宙はこの陽電子プラズマで満たされていたと科学者たちは考えています。つまり、すべては陽電子プラズマ状態から始まったということです。さらに、陽電子プラズマが発生すると同時に持続する磁場が発生していたことも確認できました。陽電子プラズマと持続する磁場がガンマ線バーストを起こす重要な条件と考えられているので、今後、ガンマ線バーストが何か、そしてブラックホールがどの様に進化していくかも調べられるそうです。
地球温暖化のはずが最強寒波？
地球温暖化のはずが最強寒波？
今シーズンは東京で２３ｃｍの積雪があり、気温も４８年ぶりに氷点下４℃を記録しました。東北や北陸地方では長期間大雪や吹雪が猛威を振るっています。しかし、このような現象は日本だけに限らず北半球全体に広がっています。フロリダで積雪があったり、ナイアガラの滝が完全に凍結したり、サハラ砂漠でも雪が降っています。地球温暖化の進行をストップしなければならないと世界で警鐘がなっている現在、どうしてこのような最強寒波が襲ってくるのでしょうか？
大気海洋物理学者の中村氏が語るところによると、地球の気候変動は、二酸化炭素などの大気成分とは関係なく、「全球規模熱塩循環流」という海流の表面温度も相当影響しているそうです。画像にある通り、「全球規模熱塩循環流」とは、熱帯・亜熱帯地域から流れてきた温かい海水が、グリーンランド海やラブラドル海周辺で冷やされて海底に沈み、そこから南下して徐々に沸き上がりながら世界中の海を流れ、最終的に大西洋に戻ってくる循環流のことです。この循環流の熱量の強弱が北半球の温暖化と寒冷化を分けていると中村氏は指摘しています。さらに、グリーンランド海の水面温度が高いときは温暖化し、低いときは寒冷化することを発見しました。温暖化と寒冷化には「大西洋数十年規模振動」と呼ばれる周期があり、３０～４０年おきに温暖化と寒冷化を繰り返しているそうです。実際、北半球は１９４０年から７０年代まで寒冷化していましたが、８０年代からは温暖化しています。この周期から考えると、２０１５年ころから寒冷化が始まっていると中村氏は推測しています。その裏付けとして、２０１３年終盤にはグリーンランド海の水面温度が低くなる現象が起きているのです。彼の予測によれば、２０５０年くらいまで寒冷化が続くことになります。
宇宙ビジネスの時代到来か？
宇宙ビジネスの時代到来か？
米国のベンチャー企業「ロケット・ラボ」が１月２１日に超小型ロケット「エレクトロン」の打ち上げにはじめて成功しました。搭載していたのは３機の超小型衛星（１辺が１０㎝・重さ１ｋｇ）です。ロケット「エレクトロン」は長さ約１７ｍ、直径１．２ｍで、他の宇宙ロケットに比べると格段に小さく、最大２２５ｋｇの打ち上げの力があります。単純に計算すると超小型衛星であれば一度に２００機以上を打ち上げることが出来ることになります。打ち上げ価格はおおよそ６００万ドルと言われています。この程度の価格であれば打ち上げをしたい企業がかなりあり、既にいくつもの企業から受注を取り付けているそうです。このような超小型衛星を数十機使って、地球を高頻度に絶え間なく観測しようという需要がありますし、数千機をうちあげて全世界にインターネットをつなげようとを考えている企業もあるそうです。現状では「ロケット・ラボ」が一歩抜け出した状況ですが、世界の需要は一社でまかなえるほどには留まらないことが予測されています。これから各国のベンチャー企業の開発競争が激化しそうです。画像は超小型衛星のイメージです。
