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by petro-atin
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反物質と我らの関係性
反物質とは何か・・
その存在に魅力を感じる
物質で出来た世の中
反物質の存在はどこへ消えたのか・・

反物質がどういうものなのか記事を転載(関口 寿/ガリレオワークス)

物質は分解すると元素となり、さらに元素を分解すると電子・陽子・中性子に大別され、これらは粒子と呼ばれる、どの元素にも共通の材料となる。水素と酸素はまったく異なる特徴を持つが、違いは粒子の数だけで、同じ材料から作られているのだ。

おもしろいことに、粒子と真逆の性質を持つ反粒子(陽電子・反陽子・反中性子)があり、これを材料にすると、物質とは反対の性質の元素ができ上がる。水素に対して反水素、ヘリウムなら反ヘリウムといった具合だ。これらを総じて反物質と呼ぶ。

反対の性質と聞くと酸とアルカリをイメージするが、性質を打ち消しあって違う物質に変わる中和とは異なり、物質に触れた反物質10+ 件は、消滅し質量がなくなる。質量保存の法則、つまり燃焼しても蒸発してもなくなるわけではないと教わったのだが、反物質はこの法則を踏み越える。物質と出会った反物質10+ 件は対(つい)消滅し、エネルギーに変換されるのだ。

1グラムの反物質が放出するエネルギーは何と90兆ジュール!広島型原爆なら約1.4個に相当する。同時に1グラムの物質も消滅するので合わせて180兆ジュールとなり、マグニチュード6.3に匹敵する。過激すぎる曽根崎心中だ。

このエネルギーを日常生活に使うとどうなるか? 水道水を平均20℃、変換効率を80%と仮定すると、40℃・300リットルのお風呂が約570万回(15,592年)、100℃・300ccの即席ラーメンなら14億食まかなえる。火力発電(変換効率50%)に置き換え、1世帯あたりの平均電力消費量を300kWh/月とすると、およそ6,944年分の電気代がタダになる。 ありがとう反物質。わが家の家計は大助かりだ。

反物質を安全に扱うためには保存容器が必要だ。物質製の容器に、物質に触れてはいけないものを入れるのだから構造は複雑である。詳細は科学者に任せるとして、欧州原子核研究所(CERN)の資料を大幅に要約すると、反物質を冷やし、外側にコイルを備えた真空容器に入れ、電場と磁場で閉じ込めておくのが良いそうだ。ただしこの状態でも、うかつにフタを開けてはいけない。空気が混ざり込んでおだぶつだ。
「混ぜるな危険」は、反物質容器にこそ表示すべきだろう。

つぎは対消滅時に発生するガンマ線対策だ。空中を200mほど飛び人体深くまで透過するガンマ線は、DNAを傷つけ死に至らしめる。厚さ2mのコンクリート壁、10cm厚の鉛板で千分の1程度に抑えられるのでこれを使おう。近隣トラブルはぜひとも避けたいので、2~3重にシールドしておこう。

■反物質エンジンで太陽系脱出

小型・軽量・高出力の三拍子そろった反物質は、大きさ/重さに制約のある宇宙でこそ使うべきだ。反物質エンジンとなると空想の世界に思えるが、NASAの資料にも登場するぐらいだから、さほどデタラメな話ではなさそうだ。

スペースシャトルの打ち上げには、自身よりも大きい外部燃料タンクが必要だったが、反水素ならわずか0.043グラムで済む。火星まで7ヶ月かけて人類を運ぶマーズワン・プロジェクトも、反物質エンジンなら30~45日に短縮可能という。このとき平均速度は秒速20.1km(45日)~30.2km(30日)となり、どちらも第三宇宙速度(16.7km/秒)を上回る。自力で太陽系を脱出することすら可能だから、火星を目指している場合ではないのだが。

さて、拾った反物質10+ 件を使い果たすと、困ったことに反物質は自然界にほとんど存在しない。CERNをまねて直径数十kmの加速器を用意し地道に生成するしかないが、これには天文学的な電力が必要となる。少々古い資料だが、ISAS(宇宙科学研究所)の計算では、1995年の世界の総発電量を用いても、1年間でたった0.000053グラムしか作れないという。

1グラム生成するなら、世界を1万9千年間停電させることになる。1kWh=29.10円(従量電灯B・第3段階料金)で計算すると、電気代はおよそ635垓(がい)円(6,350,775京円)だ。さきのシミュレーションの発電量(2,500kWh)を等価交換しても7.3億円程度だから、赤字にもほどがある。実現化には少し時間がかかるようだ。



すごいですよね〜
改めて考えてみてみます。
ビッグバンで誕生した宇宙はすぐに物質と反物質を生みだしました。
物質と反物質は見た目は同じですが、電気的に対極しています。
その物質と反物質は出会うと対消滅を起こす性質があります。そしてその消滅のエネルギーでまた物質と反物質が生まれるのです。その対消滅と対生成の繰り返しが膨大なエネルギーとなってこの果てしない宇宙を生み出しました。
そこで1つ疑問が生まれます。
それはこの宇宙は物質で出来ているということです。
ではもう片方の反物質はどこに消えたのでしょうか。
この宇宙には反物質は存在しないことになっています。もし反物質があったとしても、空気と触れ合った瞬間に消滅してしまいます。それは空気も物質だからです。

同時に生まれ、同時に消滅するはずの物質と反物質なのに、何故か物質だけが残って、この宇宙を形成しているのです。
これはどういう事なのでしょうか。

物理学的にそれを”対称性の破れ”と言うのですが、10億分の1の確率で物質と反物質の対称性が破れ、10億飛んで1の物質と9億9千9百9十9の反物質となり、その膨大なエネルギーの衝突の果てに現在私たちが住むこの物質で出来た宇宙に仕上がったと言う訳です。

全ては繋がってます。見えるモノ見えないモノ全て関係していると思います。
この対称性の破れと言うのは私達人間が起こす作用でもありえるのではないでしょうか。
なぜなら私たち人間も物質だからです。

話を戻します。まず宇宙は物質と反物質を生みました。そして物質と反物質は同じ質量分、消滅仕合い、そしてまた物質と反物質を生みました。そして10億分の1の確率で対称性が破れ、その果てに物質が残り、この物質で出来た宇宙を形成しだしました。そしてその物質で出来たそれぞれの素粒子達は時間をかけ、元素に成長し、宇宙の秩序に従って様々な星や銀河を形成し、消滅して星屑となり、また誕生しました。その消滅と生成の星屑が私たちが住む太陽系や地球を創り、私たち人間をも生んだのです。
その流れで出来た私たち人間も、その流れと同じように、破壊と再生という秩序を生み出す物質と考えられないでしょうか。
壊れちゃ、また生まれるっていう破壊と再生の繰り返しが宇宙の法則と思って仕方がない。

万有引力でお馴染みのニュートンが唱える作用反作用の法則ってのがあります。
それは、どんな作用もそれと同じ量の反作用が起きるという法則です。
10の力で壁を押すと、10の力で押しかえされます。それと同じで私たちが起こす言動や行動、色んな挑戦等ひっくるめた全ての作用も物資と反物質の関係性と繋がってるのではないでしょうか。
10の力で作用した場合、同じ力の反作用が邪魔をします。それは物質と反物質が消滅するのとよく似ています。その消滅のエネルギーで人は強くもなるし、弱くもなる。感情が働くせいでその反作用が苦痛になったり、生死に打ち当る事があるかもしれない。しかし、そこから新しい何かが生まれる。次の作用を生み出す為にも何度もぶつかり、何度も邪魔をされ、作用が消滅し、また次の作用を生むんです。
人は色んな作用を起こします。目標に向かっての挑戦がいい例えです。
「あきらめたらそこで負けだ。」とよく言いますが、それは本当にそうだと言えます。
何度も何度もぶつかって負けたり、勝ったり、また負けたり、勝ったり。
決して叶わぬ目標でも、ずっとあきらめずに挑戦さえしていれば、新らしい何かが生まれ、更に強いエネルギーを生み出し、更に強く反していた作用が邪魔をするでしょう。
しかしこの世は物質で出来た世界。
必ず対称性は破れます。
それが物質が持つ性であり、その繰り返しで対称性の破れを生みだし、私たち人間が生きる本質をこの”宇宙が告げている”のではないでしょうか。
対称的な力がぶつかったらエネルギーになる。そのエネルギーはすさまじいんだ。
頭で理解せず、心で解釈せよ。
世の中には目で見えるモノも見えないモノも存在するんだ。
見えるモノしか見ていない人は森羅万象をわかっていない。
あらゆる事象も人間として生まれて死ぬまでも全てにつながってる事なんだ。
この宇宙は有限で、いつか終わりを迎えるとしても、破壊と再生の繰り返しが宇宙の法則なら、また新たな宇宙が生まれるんじゃなかろうか・・
新たに生まれた宇宙は反宇宙をも生んで、ぶつかっては消え、また生まれる繰り返しをするかもしれない。
その宇宙は実は原子レベルの存在で更に驚異的な大宇宙があり、その中で存在する我々を含めた全ての物質は破壊と再生で輪廻を繰り返し、無限のパラレルワールドをぐるぐる回り、始まりも終わりも無い完全なものとして尾を飲み込む蛇ウロボロスの輪ごとく、有限が有る以上、無限のサイクルに転換し、あーーーーーーーーーーーーー、キリがない。
寝ます。
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