小惑星をまるごと捕獲して地球の近くまで持ってくる？
図．小惑星捕獲用の無人探査機
小惑星についていろいろ調べていたら面白いことが分かった。
小惑星をまるごと引っ張ってこようという計画がある。NASAが本気で言っているので間違いはない。
小惑星捕獲に関する記事（Gigazine）↓
http://gigazine.net/news/20130411-nasa-asteroid-capture-mission/
本家NASAのサイト↓
http://www.nasa.gov/mission_pages/asteroids/news/asteroid_initiative.html
小惑星でもかなり小さ目の、幅7m、重さ500tのものをターゲットとして設定している。日本のはやぶさ計画が小惑星のかけらを持ち帰ろうとしているのに対して、こちらはスケールがでかい！
それにしても、持ち帰るには相当の技術的困難があるだろうと思う。さすがに地上にまで持ってくるのは無理なので（例えば、着陸に失敗したら大惨事になるだろう）、月周回軌道まで引っ張ってきて、そこまでは別の有人ロケット「オリオン」で小惑星まで向かう。そこで、宇宙飛行士が直接その小惑星を調べるといった方法だ。
時期については、NASAもはっきり明示しておらず、最終的に2030年までに火星に人を送り込むのが最終ゴールだ、ということだ。
先ほど紹介したNASAのサイトで動画も見られる。なかなかシュールな映像で、小惑星を捕獲する探査機がエサを飲み込む魚のように見えなくもない。
ぜひとも実現してほしいものだ。
（終わり）
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宇宙を語るのに避けては通れない法則（式）
■相対性理論
前から気になっていた法則に相対性理論がある。少し理解できてきた気がするのそれをネタに書いてみる。
ありがとう、Newtonムック別冊「E=mc^2」（笑）
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■質量とエネルギーの変換
質量とエネルギーは変換できる。これは、あの有名な式、
（エネルギー）＝（質量）×（光速）×（光速）
で示されている。アインシュタインが相対性理論から導き出した式である。この論文が発表された1905年は「奇跡の年」と呼ばれていて、同じ年に「光量子仮説」、「ブラウン運動」、「分子の大きさの決定」などの論文も発表している。
アインシュタインが最も充実していた頃なんだろう。話が脱線するが、人の最たる充実期はいつ頃なんだろうか。そもそもどういう状態を充実期というかにもよるが、ここでは、その人が積み上げてきたものがだんだん繋がってきて、その人しか出せないアウトプットを発信している状態、と考えてみる。人によって子供の頃から吸収してきたものは当然違う。いろいろな知識・経験を得てきている。それら情報を自分の中でリンクさせることによってその人しか出せない表現やアウトプットが出てくる。そのリンクは無数にあるだろう。だからこそ個性や独創的なものが出てくるのだろうと思う。
■１kgが持つエネルギー量は？
この式を使って、質量をエネルギーに変換することができる。
例えば、１kgの質量がどれくらいのエネルギーになるのだろうか。この時、物質の種類については気にする必要はない。紙でも鉄でもなんでもよい。とにかく、何かが１kg分あればよい。
さて、計算してみると次のようになる。計算結果のみ先に書く。（計算過程は一番下の（参考）に記載）
エネルギーは90,000,000,000,000,000=9京ジュール。
これは、約25,000,000,000キロワット時にもなる。
日本の１世帯当たりの月間電力消費量が約300キロワット時なので、これは実に約8300万世帯分の月間電力消費量にあたる。
ちなみに、2010年の日本の世帯数は国勢調査によると、約5000万世帯である。
■なぜこんなにも大きな値になるのか？
この結果は、驚くべき値である。これは、質量が小さくても光速の値が大きいためである。光速は秒速30万kmである。これが極端に大きい値なので、質量が微々たるものでも30万の２乗なので、エネルギーは莫大な値になる。
例えば、体重50kgの人がいたとする。この人がもつエネルギーはどれくらいになるのか。
実に、日本の全世帯の電力を約7年間もまかなうことができる。
体重が重い人ほどさらにエネルギーを持っていることになる。
（おわり）
（参考）
E=mc^2の単位は次のようになる。
エネルギーE（ジュール：J）
質量m（キログラム：kg）
光速c（m/s）
ここで、
m=1、c=300,000,000（光速は秒速30万km）
とすると、
E=90,000,000,000,000,000=9京
ちなみに、
１ジュール≒0.24カロリー
１キロジュール＝1000ジュール≒0.277ワット時
なので、
9京ジュールは、約25,000,000,000キロワット時
はやぶさ２打ち上げ成功！
【過去のはやぶさ２関係のブログはこちら】
はやぶさ２（その１） - 宇宙や生命について考えたことを書いてみる
■打ち上げ成功
打ち上げ日が２回ほど延期されたが、はやぶさ２の打ち上げが2014年12月3日（Wed）に見事成功した。関係者の皆様、おめでとうございます。（このブログ見てないと思うけど（笑））
打ち上げ時の動画はこちら↓
はやぶさ２特設サイト（JAXA）
http://fanfun.jaxa.jp/countdown/hayabusa2/hayabusa2_live.html
当初打ち上げ予定の11月30日は日曜日だったので、生中継で見れると思っていたのだが、残念ながら仕事のある平日になってしまったので、後からニコニコ生放送のタイムシフトで視聴した。はやぶさ２の切り離しの映像もありましたね。一瞬すぎてよく分からなかったので何度も視てしまった。
■初期動作確認終了
打ち上げた後、はやぶさ２の一連の重要な機能部がきちんと動作しているかのチェックが完了し、問題なし（オールグリーン）とのことだ。
小惑星探査機「はやぶさ2」クリティカル運用期間の終了について（JAXA）
http://www.jaxa.jp/press/2014/12/20141205_hayabusa2_j.html
『今後、探査機搭載機器の初期機能確認を約3ヶ月間かけて実施する予定です』とのことなので、全ての部分が正常がどうかのチェック完了までは３ヶ月待ってね、ということでしょう、多分。
はやぶさ２を子供に例えるなら、「体はとりあえず正常で順調に歩いています。これから精密検査や持ち物の詳細チェックします。」といったところか。
■小型ローバ（MINERVA-II)
ところで、前回のはやぶさではあまり話題にならなかった「ミネルバ（MINERVA）」の後継機も搭載されている。実は、このミネルバ、前回のはやぶさの時はうまくいかず、行方不明になってしまった。（泣）
この後継機がミネルバ（MINERVA）-IIにあたる。２台あって、それぞれ、ミネルバ-II1、ミネルバ-II2になる。これらを小惑星表面に降ろすことで、さらに詳細なデータを得ようとするものだ。今回はここにも注目することにしよう。
小型ローバ（MINERVA-II）
はやぶさ２搭載機器概要はこちら（JAXA）↓
http://fanfun.jaxa.jp/countdown/hayabusa2/instruments.html
■はやぶさ２のリアルタイム情報
最後に、はやぶさ２のtwitterアカウントを紹介して、はやぶさ２が無事「おつかい」を成功させることを祈願して今回のまとめとさせて頂きます。
はやぶさ２のtwitterアカウントはこちら↓
https://twitter.com/haya2_jaxa
（おわり）
重力について考えてみた（その３）
【前回のブログ（その１）はこちら】
http://sohsan.hatenablog.com/entry/2014/11/03/102324
・４つの力や重力を伝達する素粒子の話など
【前回のブログ（その２）はこちら】
http://sohsan.hatenablog.com/entry/2014/11/08/110835
・重力波を検出する話など
■重力の「強さ」と「届く距離」
重力だけが他の３つの力と比較して極端に小さい。例えば、下敷きをこすって頭の上に持っていくとどうなるか？髪の毛は重力に逆らって上に立つ。静電気も電磁気力の１種である。重力は電磁気力と比較すると、話にならないほど小さい。地球ほどの大きさによる重力であっても下敷きが作る電磁気力にいとも簡単に負ける。
一方で、届く距離を見ていると、重力はどこまでも遠方まで届く。遠くの銀河で発生した重力波も地球まで届くのである。
図．基本相互作用（引用元：HiggsTan）
とても分かりやすくかつイラスト入りのサイトはこちら（HiggsTan）↓
http://higgstan.com/2012/06/02/37
■宇宙は膨張していることとの関係
ここで一つ疑問が湧いてくる。重力が無限遠まで届くのであれば、なぜ宇宙は膨張していると考えられているのか？そしてその速度は光よりも早いという。
重力が互いを引きつけあっているのであれば、むしろ収縮していくはずではないのか。実際、銀河系とアンドロメダ銀河はお互いに近づいており、何十億年か先には衝突すると考えられている。これは多分、宇宙スケールで云えば、銀河系とアンドロメダ銀河はご近所様なのだろう。例えるなら、小さな紙がたくさん入った風船が膨らんでいるとする。風船は全体として膨らんでいたとしても、その中にある紙と紙はかき混ぜられ互いにぶつかる。
宇宙そのものは光より早く膨張している。これは空間そのものが光より早い速度で拡がっているからだと考えられている。３次元空間では光の速度が最大であり、どんな物もこの速度を超えることはできない。これはあくまでも３次元空間での話である。宇宙全体を膨張させるエネルギーが物凄い勢いで宇宙全体の至る所に湧き出ていると考えれば辻褄が合う。具体的に云うと、何らかの素粒子が光より早い速度で湧き出ているとしたら。その素粒子によって空間は拡げられていると考えてもおかしくはないと思う。この素粒子はまだ発見されていないヒッグス粒子なのかもしれない。
（おわり）
（追記）ヒッグス粒子
・他の素粒子が空間を通り抜けるとき、ヒッグス粒子に当たることにより場を通り抜けにくくなるので、「重さ」が生まれると考えられている。
重力について考えてみた（その２）
【前回のブログ（その１）はこちら】
http://sohsan.hatenablog.com/entry/2014/11/03/102324
■重力は空間の歪み？
重力とは空間の歪みにより発生していると考えられている。物があるとそこを中心に空間自体が歪む。この歪み方は、物の動きと共に変化する。その歪みの変化を伝えるのが重力波だという。これは、アインシュタインの有名な法則、一般相対性理論で予測されたものである。これについてもまた別の機会にでも書きたいところですが、そこまで理解できておりません（笑）
イメージ図（引用元：大阪市立大学神田研究室 http://www.gw.hep.osaka-cu.ac.jp/index_ja.html）
前回のブログで書いたグラビトンというまだ見ぬ素粒子が、重力波の伝播を媒介している。その伝達速度は光速と同じと考えられている。
例えば、超新星爆発があると、その空間にある物質の分布が変わる。分布が変わると、空間の歪み方が変わる。その空間の歪みは光速で宇宙内へ伝達される。
■重力波を検出する？
日本のかぐら（KAGRA)プロジェクトで重力波を検出しようとしている。長さ3kmのトンネルをL字型に２本掘って、それぞれの方向にレーザーを照射し鏡で戻ってきた時間を計測する。通常時は全く同じ時間でレーザーは戻ってくるが、重力波の影響で空間が歪んだ時、時間がズレる。そのズレによって重力波を間接的に検出する原理だ。
図．神岡鉱山の重力波望遠鏡（引用元：かぐら（KAGRA)プロジェクト）
銀河系外で発生した重力波による空間の歪みは、地球と太陽との距離1.5億kmに対して、水素原子１個分（1.5×10＾(-10) m）の変化と言われている。
ところで、科学の分野で何かを「発見」したと言うのは実は結構大変なのである。「発見」というワードを使うためには、統計的有意性で「5シグマ」が必要と言われている。これは、確率でいうと、99.99994％の確からしさが必要ということになる。なので、そこまでの確からしさが無い時は、「観測」した、というワードを使うことになる。科学の世界は大変ですね。
かぐら（KAGRA)プロジェクトにより、重力波検出装置（重力波望遠鏡とも呼ばれる）が、岐阜県飛騨市神岡町の神岡鉱山があった山に造られてる。カミオカンデで有名な場所である。神岡はある意味、宇宙観測最先端エリアで、宇宙好きにとっては聖地になりそうですね。
・かぐら（KAGRA)プロジェクト（国立天文台重力波プロジェクト推進室）のサイトはこちら↓
http://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/
・重力波検出の難しさについてはこちら↓
http://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/plan/aboutu-gw
（つづく）
重力について考えてみた（その１）
■重力はなぜ発生するのか
重力とはよくよく考えてみると不思議なものである。身近な例でいうと、ニュートンが発見したあの有名な万有引力も重力である。リンゴが地球に引かれて下に落ちる。万有引力は物と物の間に発生する引力である。なぜ、物と物とがお互いに引き合うのか？よく考えると不思議である。見えない力が働いている？そうであるとするならば、その力はどうやって生まれるのか。
■４つの力
いろいろ調べてみると、物理学者は力を４つに分類している。次の４つだ。
・電磁気力
・弱い（核）力
・強い（核）力
・重力
遠心力や摩擦力なんかはどこへ行ってしまったんだ、と思うが、それらの力も先ほどの４つの力で説明がつくらしい。（正直、この辺りは筆者も勉強中でよく分かりません。）
４つの力（引用元：HiggsTan）
４つの力の分かりやすい説明はこちら（HiggsTan）↓
http://higgstan.com/2013/07/12/397
さらに詳しい説明はこちら↓
http://www.seibutsushi.net/blog/2011/09/1208.html
子供向けに書かれているので筆者も含めて素人にも分かりやすいサイトはこちら↓
http://kids.kek.jp/class/particle/class01-07.html
■力を伝達する素粒子達
さらに、これら４つの力にはそれぞれに対応する素粒子があって、それぞれ次のように名づけられている。
・電磁気力；光子（フォトン）
・弱い（核）力；ウィークボソン
・強い（核）力；グルーオン
・重力；グラビトン
ちなみに、これら４つの力を統合する理論はまだ完成していない。この話は長くなりそうなので、またの機会にしたい。
さて、これら４つの素粒子が力を伝達する役割を担っているとのことだ。このうち前の３つは既に見つけられていて、あとグラビトンだけが見つかっていない。
（つづく）
（追記）この本は、最新素粒子論をとても分かりやすく解説してくれている。
はやぶさ２（その３）
【前々回のブログ「はやぶさ２（その１）」はこちら】
http://sohsan.hatenablog.com/entry/2014/10/04/164432
【前回のブログ「はやぶさ２（その２）」はこちら】
http://sohsan.hatenablog.com/entry/2014/10/05/145859
■生命の起源
前回のはやぶさはS型小惑星であるイトカワのサンプルを持ち帰った。S型というのは岩石質でできていることを表す。一方、今回のはやぶさ2ではC型小惑星である「1999 JU3」を目指す。ちなみに、「イトカワ」のようないわゆる愛称はない。これから付けられるかもしれない。参考までに、1999というのは1999年に発見されたことを示す。さて、C型というのは炭素質でできていることを表す。炭素質のサンプルを持ち帰ることができたなら、それらは有機物の生成に関わるものである可能性が高いので、僕ら地球生命体の元が判明する可能性があるということになる。地球生命体を電子顕微鏡で拡大していくと、様々な元素や有機物を見ることができる。それらは太古の地球にあったからこそ材料として使用できたわけである。その材料はどこから来たのか。地球自身も46億年前にできている。何も無かったところから、塵やガスが集まって段々育って地球ができてきたわけである。その塵やガスはどこからきたのか。まだよく分かっていない。その辺りを研究するための手段のひとつが、はやぶさプロジェクトなのである。
イトカワ↑
1999 JU3とイトカワの比較↑（引用元：公益財団法人国際文化交友会 https://gekkou.or.jp/g-2/htg2-13/koen-yoshikawa-0811-1.html）
詳しくはこちら（JAXA）↓
http://www.jaxa.jp/article/special/itokawa/index_j.html
http://www.jaxa.jp/article/special/itokawa/fujimura02_j.html
■人工と生命
ところで生命とは何なのか。この定義は実はかなり難しい。生命の対義語として人工がある。
人工衛星や探査機はその名の通り、「人工」物なのだが、なぜか、そこに生命を感じてしまう。はやぶさも地球に戻ってきた時、自分自身は大気圏で燃え尽きながらも、イトカワから採取したカプセルだけを地球めがけて発射した。そのおかげで宇宙や生命の起源についての研究は進んでいる。
はやぶさに生命を感じたのは、皆同じようで、はやぶさも擬人化されている。また、英語だと船のことを「She」と表現したりする。
探査機はやぶさの擬人化（ニコニコ大百科）↓
http://dic.nicovideo.jp/a/%E6%8E%A2%E6%9F%BB%E6%A9%9F%E3%80%8C%E3%81%AF%E3%82%84%E3%81%B6%E3%81%95%E3%80%8D
ある目的を持ってミッションを遂行するはやぶさの姿は、ある意味強い意志を持って何かを成し遂げようとする人間の姿と重なる。つまり、はやぶさが「人工」物であることは間違いないが、人間がそこに「生命」を勝手に感じているわけである。
■まとめ
はやぶさ自身が自ら意志を持ってミッション遂行するんだ、という事を云うつもりはないが、人はそこに「生命」を感じざるを得ない。そう感じるように僕ら人間は出来ているのではないだろうか。
人間の生命の謎を解くために長い旅に出かける探査機はやぶさに対して、生命を感じる。因果なものである。
はやぶさが最後に見た地球（泣）↑
（おわり）
