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科学博物館 地下3階がマニアック  <科学研究室>

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上野の森の国立科学博物館、小学校の課外授業の定番です。

新館の地球館は地上3階地下3階、中2階のレストランの、展示を見下ろす席がおすすめです。 
一方、昔ながらの煉瓦作りの日本館も、外観はそのままに館内は最新式にリニューアルされていて、オトナの鑑賞に堪える博物館です。

科博と言えば恐竜展示なんかが花形ですが、地球館地下3階の「宇宙・物質・法則」のフロアがマニアックでおすすめです。

「1mol は、原子、約6×1023個 」、なんていう 「 ああ、そうだった、そうだった。」 ってネタから、「 地球上で、1トンの物質同士を1mの間隔に置くと、引きあう重力は、1/150g 」 なんていう、なるほどネタも。
「 素粒子の世界では、重さをエネルギーで表し、その単位は電子ボルトeV 」  だとか、電子は、原子核のまわりを同心円で回っているわけじゃあないっていうのを、視覚的に分からせてくれる 「電子雲 」のモデルなど、改めて「気づき」が満載です。

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宇宙の起源と歴史、物質の起源に迫る展示では、ビックバンに始まる現在の宇宙像を分かりやすく解説しています。

しかし、今や当たり前ということになっている、ビックバン説。 
この世界は、一点の無限のエネルギーから始まって、始まった理由も、それ以前のことも考えないっていうこの学説の乱暴さには、ホントはみんなどこか疑問感じてる。

今度、科学博物館が建てなおされるころまでには、「 実は宇宙は今まで考えられていた何億倍も広くって、始まりも終わりもない 」 なんていう、今とはぜんぜん違った展示になってるんじゃないかって、所長としては、かなりの確率で自信があります。



  荻窪生活研究所
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あなたの知らないDNA  <科学研究室>

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ご存じDNAは、生き物の設計図、人間では30億個の塩基の配列が書かれています。 
アデニン(A)、グアニン(G)、チミン(T)、シトシン(C)の4種類の塩基がヌクレオチドというひもの上に延々とならんで、身体を形作る膨大な種類のタンパク質の合成を指示しています。

タンパク質はアミノ酸がつながったものですが、材料のアミノ酸自体は20種類しか存在しません。 
となり合う2つの塩基だけでは、4種類×4種類で16種類のアミノ酸しか表現できませんが、連続する3種類の塩基の組み合わせなら、4×4×4で64種類の表現が可能です。 実際DNAは、となり合う3つの塩基がひとつのアミノ酸を指定するという仕組みになっています。

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遺伝情報がタンパク質を製造する様子は、こんな感じです。
まず細胞の核の中にあるDNAの塩基の配列を、伝令RNAというヒモがコピーして、細胞質の中に出て行きます。 
そこにはリボゾームというアミノ酸をつなぐマシンがたくさんあって、出てきた伝令RNAをパンチリボンを読むように吸い込んでいきます。
細胞質の中には、様々な種類のアミノ酸が大量に漂っていますから、リボゾームは伝令RNAに書かれた3つの塩基の配列ごとに、きめられたアミノ酸を呼び寄せて、次々につなげていきます。

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伝令RNAの情報どうりにアミノ酸をつなぎ終わると、お目当てのタンパク質が完成し、作業は終了、タンパク質は、細胞質の中にほおり出されます。 DNAの情報のしわざは、これだけです。 
えっ?これじゃ細胞一つも出来ないじゃない?

そうです、こうして完成したタンパク質が、この先どうやって身体になるのか、DNAには書いてありません。 その上、タンパク質と同様に身体を形作る、糖質や脂質の合成もDNAには、書いてありません。 
「DNAには、人体の設計図がすべて書かれている」と安心してしまうほど話は単純ではないのであります。

どこかに別の設計図が隠れているのか? 見えない組みたて係が働いているのか? はたまた、勝手に化学反応してしまうのか?

世界規模でヒトゲノムが解読されたとは言うものの、私たちは、自分の体のことを、実はまだ何も知りません。 


  荻窪生活研究所

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現代物理の最先端入門   <科学研究室>

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「宇宙は何でできているのか~素粒子物理学で解く宇宙の謎」 
                    村山 斉 著  幻冬舎新書

退屈なだけだった高校時代の物理とはうって変わって、ここ10年の物理の世界はエキサイティング。 
いつ、この世は始まったの? 宇宙の果てはどうなっているの? 生きてるうちに知りたいことナンバーワンを解明してくれそうなのが最新物理学です。

宇宙にある星や原子を全部集めても、実は宇宙全体の重さの4%にしかならず、残りの96%は暗黒物質と呼ばれる謎のままです。 その上、宇宙全体は、とんでもないスピードで膨張し続けています、よりによって加速しながら。 
それ、最後はどうなっちゃうんだ? そもそも、ほんとに最初はビックバンなのか?

その謎を解くカギは、モノは何からできている?ってギモン。
こっちも予想外の展開中。

太陽や地球は、最初からそこにあったわけじゃなくって、宇宙のチリやらゴミやらが固まってできました。 そのチリは何からできたのかと、宇宙の歴史をさかのぼることは、まさにモノが何からできているのかをさかのぼること。 

原子は、原子核の周りを電子が回ってて、原子核は陽子と中性子からできていて、陽子は3つのクオークからできていてと、際限なく小さく分割していった挙句、モノは、最後にエネルギーに変わる?ってことになってきました。モノの最小単位、素粒子の世界。
この一見両極に見える極大な宇宙の話と、極小の素粒子の話は、実は一つのシナリオなわけです。

世界のノーベル賞受賞の科学者たちが、今やここまで解明して、ここが謎のまま分かんないっていう、「この世の仕組みの最先端」を教えてくれる一冊。
ところどころに「ホントかよ?」「かなりムリがあるな」って突っ込みたくなるところも満載で、中学生にもよく分かる現代物理の最先端入門です。



  荻窪生活研究所   P1020282.jpg





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荻窪式量子物理論  空間    <科学研究室>

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宇宙の端っこはどうなっているの? 死んじゃう前になんとか知りたい疑問、ナンバーワンですね。

空間は、先に空間という枠があって、その中にモノが存在しているのか、いやいや、モノがあるところを空間と呼んでいるんだという、ニワトリが先かタマゴが先かという議論が交わされてきました。

「宇宙は、何もない真空で」といった話しをすると、世界なり宇宙なりといった空間ありきの話の展開ですが、いまやどうも真空には、何も無いわけじゃあなくって、暗黒エネルギーだか、モノのミナモトになるエネルギーのようなものが満ちているかもしれないと言うことになりつつあります。 

目には見えないけれど、そこにはエネルギーが漂っていて、しかもそれは無限ではないとなれば、宇宙のはじへ近づけば、エネルギーの密度はしだいに薄くなっていくはずです。 しだいに、いつかとぎれとぎれに少なくなり、しまいにはエネルギーさえもなくなるところがやってくるはずです。 そう、そこが宇宙の端であり、この世界の端、空間のお終いの場所です。 その先には、何もありません、そこまでです。 

じゃあそこに立って、向こう側に手を伸ばしたらどうなるの? もちろん何も変わったことは起こらず、腕が伸びた分だけこの世界が広がるだけです。 
私たちの「空間」は、真空と言ってもエネルギーに満ちていて、エネルギーがある範囲が私たちの「世界」だと、荻研は、そう考えています。

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荻窪式量子物理論  時間   <科学研究室>

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高速で宇宙を旅する人は、時間がゆっくり進んでしまう。 
アインシュタインの相対性理論は、時間と空間の関係で、この世界を説明しています。 縦、横、高さという3つの次元に、時間と言う4つ目の次元を加えて、この世が成り立っているというわけです。

時間と言う系は、けして戻ることなく一方通行に流れて行き、その流れの上で世界は様々に変化して行くわけですが、はたして「時間」とは、この世界を運行するような存在ではないかも知れません。

水素に酸素が化合する、つまり燃えると水が出来ますね。 これは水素原子と酸素原子が行うことであって、「時間の流れ」が両者の手と手をつながせるわけではありません。 その反応のスピードも「時間の流れ」が決めるわけではなく、水素と酸素の都合で決まります。 そう、その反応に何秒かかったのかは計ることができますが、それは人が外野から時計で計るのであって、「時間」という4っ目の次元と化学反応の間には、因果関係は有りません。

時間という流れは、流れではなく人間が考え出した客観的な概念。 何かが始まって終わるまでにかかる長さを、ルビジウムが何回震えるあいだなのかを数えているだけです。 今日も宇宙がとんでもないスピードで膨張しているのも、時間と言う系の仕業じゃあありません。 
もし、何の化学反応も、何の量子力学的な変化も起こらない静かな一日がやってきたら、その日時間は止まっている。 荻研はそう考えています。

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荻窪式量子物理論 エネルギー <科学研究室>

銀河系宇宙[1]

この世界は、いったい何からできていて、その「何か」は、どんなルールに従っているのかを解き明かそうというのが量子物理学。 
この世の最小単位「素粒子」が分かれば、その寄せ集まりである「宇宙」がどこまで続いていて、本当にビックバンなることから始まらなきゃならなかったのかもハッキリするわけです。 
世界中のノーベル賞クラスの天才たちが、アインシュタインの特殊相対性理論と、もう一つの物理の主役である量子力学とを統一する理論を見つけることに没頭して、もうずいぶん久しくなります。

かつて最小単位だと思われていた原子は、原子核と電子で出来ていたし、結局、原子核も陽子と中性子から出来ていました。 
その陽子も3つのクォークから出来ているのが分かり、クォークどうしを結びつけるボース粒子なんてのも登場して、日に日に「つぶ」の種類は増えてしまう。 分かりかけたつもりでも、人間にはまだまだ本当のしくみは、見えてこないようです。

それでも、それぞれ関係のなさそうな、いろいろな研究分野がぼんやりと指し示す、ひとつの共通点があります。 それは、何もない空間、真空などと言われる場所には、実は何も無いわけではないんじゃないかということです。

宇宙全体の質量やエネルギー量を計算した宇宙物理学者たちは、宇宙の実に96%にもあたるものが行方不明であることに気づいていて、それらを暗黒物質や暗黒エネルギーと名付けて探し続けています。
ノーベル賞受賞が記憶に新しい南部陽一郎教授の「自発的対称性の破れ」の理論も、真空には何もないわけではないことを示唆しています。

一方、ご存じのとおりアインシュタインは、E=MC2 という有名な式でエネルギーと質量、つまりモノは、等価であることを示しました。
そこで、エネルギーなるものが寄せ集まってモノになるという、いっけん子供じみた考え方をすれば、日に日に増えていく素粒子にも、納得がいきます。 
何キロにも及ぶ加速器の中で一瞬だけ作りだされる新しい素粒子は、エネルギーが姿を変える途中の一瞬の姿で、それにわたしたちは、いちいち名前を付けている、そう考えれば、ある時は波のように、ある時は粒子のようにふるまう素粒子たちを上手に説明することができます。

この世界には、かつてのエーテルではありませんが、「エネルギー」なるものが満ちていて、それは、様々に姿を変えて物質にもなり、また、物質からエネルギーへ戻りと、変身を繰り返している。 
見えもせず、触れもしないけれどエネルギーはそこに有って、逆に、それがある空間がこの宇宙であり、この世界。 荻研は、そう考えています。 
もちろん「エネルギー」とは何であるのか探さなければなりませんがね。

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ミドリムシが飛行機を飛ばす! <科学研究室>

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去年、ミドリムシが地球温暖化も食糧危機も救ってくれるという話をしたが、今度は飛行機を飛ばすことになりそうだ。

新日本石油、日立プラントテクノロジー、バイオベンチャー企業ユーグレナは、2018年の実用化を目指して、ミドリムシから航空燃料を精製するそうだ。 これ、日本航空と全日空からも要請されているそうで、決して冗談じゃあない。
ミドリムシは、そこいらへんの金魚の水槽にいるあの緑色のヤツ、まったく珍しいもんじゃあないが、トウモロコシの17倍の光合成能力を持っていたり、人間に必要な栄養をバランスよく含んでいたりと、俄然注目の微生物だ。

目標は1リッター70円ほどの航空燃料。 生物由来なので成長過程でCO2を吸収しているから、燃やしてCO2が出ても相殺されるってことだそうだが、いつも思うけど、この理屈ってどうなんだ? 
石油だってバイオだって燃やして増えるCO2は一緒じゃないのかね。

ところで、石油はもうすぐなくなるっていわれて全然なくならない。 去年の価格高騰のときには、この値段なら採掘コストをもっと掛けられるから、あと100年はダイジョウブって言い出した。 そうかと思ったら、石油は古代の植物が地中深くで変性したものじゃあなくって、地球そのものが分泌しているという学説が注目され始めて、いったい何がホントやら怪しくなってきている。

ともかく、一か月で10億倍に増えるミドリムシが、地球の未来を救いそうだ。
 
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ミドリムシはダイエットでも地球を救う

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