兎夢のつれづれ日記

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zoom RSS 『どうして時間は「流れる」のか』

<<   作成日時 : 2018/06/30 22:41   >>

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『どうして時間は「流れる」のか』 二間瀬敏史 PHP新書
時間がたつのが早い。
もう今年も半年が終わろうとしている。

先日、NHKの番組のチコちゃんの番組で、タイムマシンはあるか?という問題がでていたが、そんなタイムマシンの話もでてくる本があった。それを紹介する。

できるだけ数式は出さずに解説するとはあるが、本文には数式はなくても挿絵などにはきっちりと数式がでてくる。数式を理解できなくても本文を読んでいけば話はわかるようになっているが、距離と時間、時空の次元については、想像力がためされる。

まずは、動物と時間の話

 有名なものとして、動物の大きさと寿命の関係があります。一般に動物は、体が大き
いほど長生きをします。また、体が大きいほど心臓の鼓動は遅く、周期(心周期といい
ます)が長くなります。たとえば、私たちヒトの心臓はだいたい1秒に1回鼓動します
が、ハツカネズミの心臓は0.1秒に1回、ゾウの心臓は3秒に1回鼓動します。くわ
しく調べてみると、動物はその種類によらず、1呼吸する間に心臓は4.5回打ち、心
臓が約15回打てば寿命になることがわかっているそうです。
 これは次のようにいうこともできます。心臓が1回打つ間に体内で使われるエネルギ
ーは、どの動物でも1キログラム当たり1ジュールで同じです。ジュールとはエネルギ
ーの単位で、1グラムの水の温度を1度上げるのに必要なエネルギーは4.18ジュール
に当たります。そして、どの動物も、1キログラム当たり15億ジュールを使えば寿命が
くるのです。つまりヒトもネズミもゾウも、一生で使うエネルギーは、体重当たりにす
れば同じになるということです。

動物は進化の過程で、様々な体型を変化させ、脳を発達させてきたが、根本的な心臓の能力はそれほど変わっていなく、体の大きさに合わせて動くようになっているだけということなのか。哺乳類の構造はかなり似通っているということだろう。だから、薬や治療法の研究に動物を使うことができるのだ。

本書は、生命の話から、宇宙の話になり、星のできかたについて説明されている

 星は宇宙空間に漂っている、おもに水素からできた雲(星間雲)の中の、特に密度の
高い部分で生まれます。この部分はまわりより質量が大きいので、自分自身の重力で収
縮します。すると中心部の温度が高くなり、水素原子が水素の原子核つまり陽子と電子
とに分かれます(プラズマ化)。さらに収縮が進んで、温度が1000万度くらいにな
ると、陽子と陽子が衝突して、最終的にヘリウムの原子核がつくられる核融合反応が起
きて、莫大なエネルギーが発生します。こうして星が誕生するのです。
 そして中心部がすべてヘリウム原子核に変わってしまうと、今度はヘリウム原子核が
炭素や窒素や酸素の原子核になる核融合反応が起きます。このように、星は進化するに
つれ、中心部で軽い原子核が次々に重い原子核に変わる核融合反応を起こします。ただ
し鉄の原子核になると、もう核融合反応は起きません。鉄の原子核はあらゆる原子核の
中でもっとも安定しているのです。

すべての星がこのような進化をしてしまうと、宇宙の物質はみんな鉄になってしまうわけだが、現実の宇宙はそうはならずに途中で止まって、いろいろな種類の原子ができてそれについても、本書では説明をしている。

さて、タイムマシンについてだが

 莫大な質量をもった長い棒を高速で回転させると、そのまわりに時間の輪が現れるこ
とも述べました。宇宙全体を回転させることは無理なので、どのくらいの棒をどの程度
速く回転させればタイムマシンができるかについて最初に触れましょう。
 どんな物質でもよいので、とにかく太陽と同程度の質量を集めます。そしてそれを使
って半径10キロメートル、長さ100キロメートルの円筒をつくります。この円筒の密
度は1立方センチメートル当たり1兆トンにもなり、原子核の密度程度になります。こ
の円筒を、その中心軸のまわりに1秒間で2000回転させるのです。このとき、円筒
の表面での速度は光速の50パーセント程度にも達します。すると、その円筒のまわりに
時間の輪が現れて、タイムマシンができるのです。これはアメリカの物理学者ティプラ
ーが考えたタイムマシンです。

現実的にできるかどうかは考慮せず、物理学の部分的な理論を使うと、このようなタイムマシンが作れるという。そして、ここにあるとおりに物質を圧縮できて回転させることができれば、空間が歪んでタイムマシンになるというのだ。

昔のある学者が、地球よりはるかに長い棒と、動かない支点を用意してくれたら、自分の力で地球を動かすことができると言ったとか。そんな空想科学を思い出してしまった。

時間というとらえどころのないモノを空想していると、ますます時間がたつのが早くなる。










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