💎絵空事ではなく！エレベーターで宇宙に行ける未来！（物理）
現在のロケット事業では、ロケットを打ち上げることに膨大な費用が
かかっています。
そこで、もっと安い費用で宇宙まで行く方法はないかと考えて発想されたのが、「宇宙エレベーターです」
「そんな夢物語があるわけがない」と思うところですが、最近の技術で
どうやら実現しそうになってきたのです。
まずは、地上3万6000㎞の高さに「静止衛星」を打ち上げます。
この衛星から地上までエレベーター用のケーブルを垂らしていきます。
このケーブルをたどって、人工衛星まで上って行こうというのが
宇宙エレベーターの構想なのです。
ただし、普通のエレベーターと違うのは、普通のエレベーターが
ケーブルで「箱」を引っ張り上げたり、降ろしたりするのに対して、
宇宙エレベーターではケーブルは動かないで「箱」の方が
よじ登っていくのです。
いたって簡単そうに見えますが、ではなぜこれまで実現しなかったのでしょうか？
それは、ケーブルの素材の問題があったからです。
いくら丈夫なケーブルでも、人工衛星から地上までの3万6000㎞の長さがあると、自らの重量によってちぎれてしまいます。
ところが、最近、それにも耐えられそうな素材が発明されたのです。
それが「カーボン・ナノチューブ」です。
これは、炭やダイヤモンドと同じ炭素でできた素材で、
縦方向の力に強い性質があるのです。
誰でも簡単に宇宙に行ける時代は、すぐそこまで来ているのかもしれません！
💎宇宙は、たったの「4つの力」でできていた？（物理）
重力、電磁力は、聞いたことがあると思いますが、
他に宇宙には、どんな力が働いているのでしょうか？
実は、たった4つの力だけだったのです。
①重力②弱い力③電磁力④強い力
力の弱い順から並んでいます。
この4つの力で宇宙は、成り立っているんですね！
私たちも含めて、地球の「重力」に縛られています。
「大きい力じゃないか？」と言いたくなりますよね！
しかし、原子のようにミクロの世界になると、
重力は、ほんのわずかしか影響しないのです。
粒子ひとつの持つ重力は、ほとんど無視できるほど小さい力です。
影響が大きくなるのは、地球のように大きなサイズになった場合です。
「弱い力」は、あまりなじみのある力ではありません。
弱い力とはいうものの、重力より強い力なのです。
原子核の中に中性子がありますが、この中性子が崩壊すると
陽子、電子、そあいて、ニュートリノという粒子に変わります。
この時に働くのが、弱い力です。
「電磁力」は、原子核と電子の間に働いている力です。
「強い力」は、クォークとクォークを結び付けている力です。
クォークとは、陽子と中性子を作っている粒子の事です。
陽子と中性子は、それぞれ3つのクォークからできているのです。
4つの力の中でもっとも強い力で「核力」とも言います。
💎電力と磁力がくっついた「電磁力」って、結局どんな力？（化学）
「電磁力」とは、2つのある力をまとめた言葉なのです。
それは、「電力」と「磁力」のことで、
全然違うように思えますが、この2つの力は、密接に関係しているのです。
例えば、電流を流した針金にコンパスを近づけると針（磁石）が動きます。
また、コイル状に巻いた針金の中に磁石を入れたり、出したりすると
電流が（誘導電流）が発生します。
磁石が影響を及ぼす範囲を「磁界」、
電気が力を及ぼす範囲の事を「電界」と言います。
磁界は、電界を生み、電界は、磁界を生み出すのです。
ちなみに、電磁波は、こうして磁界と電界が互いを生み出しながら進んでいったものです。
また、「電磁力」は、「光子」が媒介しています。
光子とは、つまり光の事です。
光とは、波でもあり、粒子でもあります。
光を波として扱う場合は、電磁波。
粒子として扱う場合は、光子と言っているのです。
電磁力は、原子核と電子の間に働いている力です。
化学が扱う原子の性質は、原子核と電子の関係によるものが大きいのです。
原子核の中の陽子は、プラスの電荷をもっており、
電子は、マイナスの電荷をもっています。
プラスの電荷をもっている粒子とマイナスの電荷をもっている粒子は、
引き付け合い、同じ電荷をもっている粒子は、反発し合います。
これが電磁力です。
4つの力の中では「強い力」の次に強い力を持っています。
💎宇宙の創生「ビックバン」のあと、最初に生まれたものとは？（物理）
ずいぶん長い間、宇宙には、はじまりも終わりもなくずっと静止しているものと考えられてきました。
ニュートンやアインシュタインでさえも、そう考えていたのです。
ところが、1948年、アメリカの物理学者ジョージ・ガモフが
「火の玉宇宙」というアイデアを提唱しました。
そこから、「ビックバン宇宙論」が発展してきました。
この理論によれば、この宇宙は、”ビックバンという大爆発”により
始まり、そして、
この爆発とともに宇宙は、膨張して現在に至っているという理論です。
宇宙の年齢は、138億歳。
つまりビックバンは、138億年前に起きたという事です。
宇宙の初めは、とびきり超高密度、超高温の世界でした。
しかし、宇宙が膨張して、密度が低くなると、だんだん宇宙の温度は、
下がっていきます。
温度が下がってくると、物質が誕生し始めました。
最初に誕生したのは、クォークやレプトン類（電子など）です。
実はこの時「反粒子」と呼ばれる粒子が一緒に誕生したのです。
「反ウォーク」「反レプトン」がそれです。
クォークと半クォークは、同時に生まれます。
2つが衝突すると両方同時に消滅してしまいます。
このままだったら、宇宙には物質は何も残らなかったはずです。
ところが、反粒子より粒子の方が多かったのです。
10億個に対して、1個ほどの違いでしたが！
そのため、宇宙には、粒子だけが残ることになったのです。
💎原子ができたのは、宇宙誕生のず～とあと？（化学）
化学が扱う原子は、次のようにして生まれました。
宇宙が誕生してから10万分の1秒経った頃（本当にわずかな時間です）
温度は、絶対温度1兆K（ケルビン）にまで下がりました。
このころ、クォークが3つずつ結びつき、陽子と中性子が誕生しました。
さらに、宇宙誕生後、3分から15分の間に、
陽子と中性子が結び付いて水素やヘリウムなど軽い元素の原子核が
作られました。
この時、光子がたくさん飛び回っていて、電子も盛んに動き回っていました。
そのため光子は、電子にぶつかって散乱して、宇宙はまるでモヤがかかったような状態だったのです。
しかし、宇宙誕生から、約40万年後、絶対温度3000K（ケルビン）くらいにまで下がります。
そしてようやく、原子核と電子が結び付いて、
水素、ヘリウムなどの元素が誕生するのです。
そのために、光子は散乱することがなくまりました。
やっと宇宙が晴れ上がったような状態になったのです。
これを「宇宙の晴れ上がり」と呼んでいます。
原子は、こうして誕生したのです。
💎水素、ヘリウムだけだった宇宙、どうやって地球ができたのでしょう？
（物理）
宇宙には最初、水素やヘリウムのような軽い元素しかありませんでした。
これがどのようにして、星を作って行ったのか？
いまの宇宙の通説をざっくりではありますが、紹介します。
宇宙が誕生してから、数億年かけて星や銀河が作られていったのでしょう？
星が誕生する前は、宇宙空間に物質の密度が高い所と低いところができていたと考えられています。
密度の高い部分の水素やヘリウムが重力によって集まり、やがて巨大な星に
なって行ったのです。
次に、星の内部では、核融合が起こり、水素からヘリウムが生み出されるようになりました。
核融合とは、原子核同士が融合して、より質量が大きい原子になることですが
原子核が分裂する核分裂とはちょうど反対のことなのです。
実際に、太陽では、内部で水素が核融合を起こして、
大きなエネルギーをが生み出されています。
私たちが、地球で太陽光の恩恵を受けているのもこの核融合のおかげなのです。
大きな星の内部では、ヘリウムが核融合を起こして、
より質量の大きい炭素や酸素などが生まれてきます。
そして、ついには鉄のような質量の大きい元素が作られるのです。
おそらく、星が生み出すのは、鉄くらいまでだろうと考えられています。
大きな星は、どんどん膨張していき、最後には大爆発を起こして
自ら作った元素を宇宙空間にばらまきます。
こうしてばらまかれた元素によって、地球や私たちの体が生れたのです。
最初は、アダムとイブ？マジ！
💎我々の生命のはるか祖先は、地球のどこで生まれたのでしょう？
惑星を持つ恒星が次々と発見されています。
しかし、いまだ地球以外の生命は見つかりません。
そもそも、地球の生命はどのようにして生まれたのでしょうか？
地球に生命が誕生したのは、40億年くらい前の事です。
最初に生命が誕生したのは、海の中だったとも考えられています。
海の中で最初は、簡単な分子が生れて、
それがさらに複雑な高分子に進化していったと思われます。
「アミノ酸」が生み出され、次にアミノ酸が結び付いて「タンパク質」が作られたと考えられます。
また、タンパク質より先に「DNA」や「RNA」のような核酸が生れたとする
説もあります。
DNAは、タンパク質の設計図のような役割をしています。
どちらが先なのかは諸説ありますが、いずれにしろ
タンパク質とDNAがセットになって、生命が進化したのは間違いのないことと
考えられます。
最近の研究では、とくに海底の「熱水噴出孔」の近くで生命が誕生したという
説が注目されています。
海底の熱水噴出孔からは、「メタン」「硫化水素」「アンモニア」などの
ガスが噴きだされています。
このような物質は、生物を作る有機物を生み出す可能性が大きいと
考えられています。
また、生物の材料は、宇宙から降ってきたとする説もあります。
2020年には、はやぶさ2が帰還しましたが、そこで採集された物質から
生命の起源がわかると期待されています。
研究は、始まったばかりです。
私たちは、科学史の転機にいるのかもしれません！！
💎「宇宙の果て」「宇宙の終わり」...。物理学が出した答えとは？（物理）
「宇宙には果てがあるのだろうか？それともないのだろうか？」
疑問に思ったことはありませんか？
宇宙に果てがあるにしろ、ないにしろ
私たちには、容易に理解できない世界です。
もし、宇宙に果てがあるのなら、その外側はどうなっているのか？
果てがないといわれてもイメージできない、など頭を抱えこんでしまいます。
現在の宇宙論では、どちらだと考えられているのでしょう？
それは、「宇宙には果てがない」、そして、「中心もない」という事です。
やはり、理解しがたい世界と言う事ですかね！
これがどういうことなのか、よく風船を使って説明をされます。
たとえば、ここにふくらませた風船があるとします。
風船の表面には、たくさんの銀河が描かれています。
風船の表面のどこをたどっても果てがないのにお気づきでしょうか？
また、中心もありません。（風船の吹き口はないものとしてください）
風船の表面は、2次元の世界なので、
これをそのまま本当の宇宙に当てはめることはできませんが
イメージだけはお解りいただけるのではないでしょうか！
そして、現在、宇宙は膨らみ続けています。
風船にもっと空気を入れると、銀河と銀河は互いに遠ざかって行きます。
このように宇宙では、銀河同士は互いに遠ざかりつつあるのです。
これは「ドップラー効果」によって発見されました。
発見したのは、エドウィン・ハッブル。
天文観測をしているうちに遠くの銀河が遠ざかっているのがわかったのです。
これから宇宙がどうなるのか？3つの説があります。
1つは、宇宙はこれからもどんどん大きくなって行くというものです。
2つ目は、宇宙は、いつかは膨らむのをやめて、それからどんどん小さくなって行くというもの。
最後には、「ビッククランチ」を起こして宇宙がつぶれてしまうという予想です。あるいは、つぶれた状態から改めて宇宙は膨張していくという考え方もあります。
3つ目は、このまま膨らみ続けるが、そのスピードは次第に遅くなって行く。
つまり、だらだらと膨らみ続けるというものです。
1つ目から順番に
「開いた宇宙」「閉じた宇宙」「平坦な宇宙」と呼ばれています。
これまでは、宇宙は平坦な宇宙ではないかといわれていました。
しかし、最近わかったところでは、宇宙は、どんどん加速して膨らんでいるというのです。
宇宙にはまだ、わからないことがたくさんあります。
言い換えると、新発見や新理論にわくわくする可能性に満ちているという事です。
💎科学と化学の違いについて！
科学は、実験や観察で得られる知識や法則の総称で
理科的な学問全般を指します。
化学は、科学の中の一つの学問領域で
物質の性質や構造、物質間の反応や変化を研究する学問です。
また、自然科学の一部門でもありますので、
機械の原理やテクノロジー類が絡まない
物質自体の研究のことを言います。
