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恐竜は1億年以上も生存を続けたという? 2017年6月12日整理追加をしました。この続きは時間をください

2017年06月10日 | 日記
 タイトルに『?』をつけたのは、現在、判明している地層から、地球の歴史を推測しているわけです。実際に1億4000万年もの長い期間に地球に異変がおきていなかった証拠はありません。また化石からは遺伝子を抽出できないので、地層から出てくる恐竜の化石の『種』が同じであることは特定は困難です。

 しかし、1億4000万年以上も恐竜時代が続いてとしたら、食料の植物が気候変動で少なくなったり、その影響で肉食恐竜も生存の危機が訪れたりしてきたはずで、色々な環境変化に対応してきたと推測ができます。または、偶然のことで、地球環境が安定していた。太陽活動も安定していた時期が、1億4000万年以上も続いたということでしょうか。これも?です。

 地球上では、酸素の濃度の変化がおきていたそうです。恐竜が生息していた時代は酸素濃度はどうなっていたのでしょうか。恐竜の生き残りとされている鳥類は、肺に気嚢という物がついています。この気嚢というのは、空気を吸い込む部分と吐く通り道が別々なので、つねに新しい空気が通過していて、酸素の濃度が薄いぶぶんでも効率がよいようです。

 この気嚢のシステムが恐竜にもあったのではないかといわれています。巨体を持つ恐竜の行動はこの肺にある気嚢システムがささえたのかもしれません。
 
 では、ほ乳類はどうかといいますと、横隔膜があります。複式呼吸や、胸を張ると大きく空気を吸い込む事ができますが、横隔膜で肺への吸入が多くなり、効率が良くなっています。
 
 こうしたことは、地球上で空気の中の酸素の濃度に変化があり、そうした環境の変化に対応してきた生物が生存競争で生き残ってきたのではないかと推測します。

 太陽系は、銀河を周回しています。最近、我々の銀河の姿が少しずつ解ってきています。我々は、勿論、太陽系外へも出た事がありません。ボイジャー1号機(木星と土星の探査機、として2号機とともに沢山の画像を届けて我々も見た画像がある)が太陽圏から脱出して太陽系外への旅に向けて進んでいます。
 
 太陽風の影響下、太陽磁場から脱出を試みています。40年かけて、秒速17キロメートルの速さ、時速に直すと 17キロx3600秒で 61200/時、要するに時速61200キロメートルで進んでいるボイジャー。
 
 宇宙の大きさに圧倒されることですね。そして、太陽系の一番の外縁部の『オールトの雲』(氷の小惑星が漂う雲のような部分が取り巻いていると言われている)に到達するにはまだ相当の年月がかかるということです。

 こうして、我々人類が放った物質で一番遠くへ飛んでいる物体がボイジャー1号機なのです。望遠鏡の発達で、電磁波での観測で、150億年まえ(正確に述べると138億年です)の銀河などがとらえられています。138億年の昔に放たれた光が、今、届いているのを発見している訳です。

 電磁波というものの説明をしておきます。


 



 上の図で、可視光としてるのが、我々人類が眼球でとらえられる光です。良く皮膚癌になるので紫外線には、気をつけよう、とかオゾンホールがみつかり、宇宙線や紫外線が強く当たるおそれがあります。というニュースが流れたりしますが、紫の光の外の高エネルギーの紫外線は我々人類に見えない。また、エネルギーの低い赤外線も我々には見えない。赤外線のそとの電波は尚、見えないのです。また、紫外線の外の高エネルギーの波長の短いX線やガンマー線も見えません。

 しかし、宇宙では、こうした可視光以外の『電磁波』が飛び交っています。それをとらえて可視化して表現して、宇宙を覗いてきたのです。

 そうした技術がどんどん進み、我々の銀河の形もある程度は解ってきているそうです。


 




 図のように、我々の銀河は、棒状の中心部があり、スパイラルアームという星の渦巻きがあることが解ってきています。また銀河はまだ大きく発達段階にあることも解ってきています。
 我々の銀河の周辺には、矮小銀河が多く存在してきて、合体がおきているそうです。全体が解明されてはいないが、ある程度の状況は判明してきているそうです。


 



 上の図のように、何億年単位での矮小銀河が、銀河本体の重力で引き延ばされて、合体をしている現状なのだそうです。
 
 また、1億4000万年周期での寒冷化が地球を襲っているのが化石から判明しました。その長期の周期での寒冷化現象の原因は、現在推測されているのは、太陽系は銀河の中を周回している時に、スパイラルアームにさしかかると、寒冷化が起きて、3.5度の温度が下がり寒冷化が生じたと推定されています。

 この寒冷化は、たとえば人類史の中で言うと、250年くらい前に地球で起きた、小氷河期と言われる現象で、0.2度の寒冷化を起こし、英国のテイムズ川が氷ついてしまった現象があります。
 
 ヨーロッパでは、主食の麦が育たずに、悪魔の食べ物としてきた、南米の高地の寒冷地で育つジャガイモを主食に一部に取り入れるしか生きてゆけない事情が生じてしまいました。現在のヨーロッパの食文化にあるジャガイモの文化はこのときに起きました。

 恐竜に羽毛が生えていたという証拠が出現しているが、気候変動に対応してのではないかという説があります。

 宇宙物理学では、仮設を立てて、実証してゆく、或いは、発見して証明してゆく人との住み分けがあります。宇宙物理学が発展してきた今、宇宙の起源までせまろうかという仮設も登場して、ニュートン力学での重力の問題点を踏破した、アインシュタインの重力の説で、『重力は時空の歪み』でるといことが、ことごとく証明されてきました。最後の実証項目であった、『重力波』の観測も2回成功しています。しかし、重力の実態がつかめていないのが現状なのです。

 重力の実態がつかめていないというのは、我々の宇宙はビックバーンで始まった。という仮説は、実証されてきました。ビックバーンのなごりの『宇宙背景放射』がとらえられて、その地図が書かれています。下の図がその宇宙のビックバーンの残照を観測して温度を色分けして示してあります。この温度は、-270.4℃であることが示されています。非常に低温です。絶対0度は、約-273度です。温度を色分けして、そのムラを示したのは、このムラの部分で、ダークマターの重力で、水素やヘリウムが集まり、巨大な『ファーストスター』という一番星が輝きだしたとシュミレーションで実験されています。

 このダークマターが何でできているのかが解らないのです。ダークマターは、電磁波ではとらえられないのです。銀河を形作っているのもこのダークマターのおかげだといいます。我々の身の回りにも存在するそうで、人間の触覚でも感じないし、臭気もありません。

 一時期物質の最小単位の素粒子の標準理論がありました。この標準に困った事が起きていました。理論を組みてると、素粒子の重さが無い状態でしか理論が構成されません。重さがZEROであることは、素粒子が集まらずに、光の光子のように飛び交ってしまいます。物質ができません。

 そこで50年前に、それでは、重さのある粒子を別に考えて作り出せば良い。という考えをした人がいました。ヒッグスと言う人でした。当時はあまりに都合が良すぎると受け入れられない理論でした。

 この中々見つからないヒッグス粒子という理論の粒子。大きなエネルギーでの陽子の衝突実験がスイスとフランス国境の近くで巨大な加速器で実験が始まり、ヒッグス粒子らしきものが見つかりました。このヒッグス粒子の重さの状態で、ダークマターの候補として研究してきた超対称性粒子の理論が正しいかどうか決まる緊張の瞬間。意地悪なものです。ヒッグス粒子は、否定も肯定もしない範囲の重さを記したのでした。

 その後で、ダークマターの候補であった、超対称性粒子の発見にこの加速機でおこなわれましたが、見つかっていません。超対称性粒子という説は、標準理論の素粒子が、鏡に写されたように全く同じものがある、とした理論で、それがダークマターの正体だと言われ続けてきました。この考えは、反物質の存在が証明されて、それがヒントになっています。

 今、ダークマターが何からできているのか天才科学者が挑んでいます。

 我々の宇宙では、ダークエネルギーの働きで、加速度的に膨張をしていることが実験で示されています。この激しい膨張に抵抗するようにダークマターの重力が物質を集めて、星を創り、銀河をつくってきたと考えられています。そのビックバーの背景放射の僅かな温度のムラが、物質を創ってきた(水素とヘリュム)と考えられています。この温度のムラは、僅か10万分の1程度のムラを強調して示してあります。
 
 
 



 では何故ビックバーは起きたか、という疑問が生じます。この疑問への仮説が、20世紀後半に立ち上げられています。ここで登場するのが、『ダークマター』という重力の塊と『ダークエネルギー』という宇宙を膨張させている物の正体が解明されていないのです。『ダークマター』という重力の塊は間接的に観測がされています。宇宙を膨張させているという現実の状態を説明するのが、『インフレーション理論』です。

 我々が今まで教えられてきた、真空の概念が変わりました。真空中には何もないのではなく、素粒子のようなものができては消えを繰り返していて、この宇宙の一点に針の先ほどの物質ができて、この真空のエネルギーで、指数関数的に膨張が始まり、光よりも早いスピードで膨張をはじめた、としてあります。難しい計算があります。しかもアインシュタインの相対性理論に基づいて計算した結果、このインフレーション理論が支持されています。この論文は、日本人の東大の名誉教授になっている佐藤先生の発想とたまたま同時期にアメリカの素粒子物理学者が到達して理論でした。

 現在、このインフレーションの証拠として、宇宙背景放射の中に、インフレーションで起きた重力波が観測できるのではないかと観測がされています。ビックバー直後はの宇宙は高温で密度が高く、その後ろ側の様子が電磁波ではとらえられないのです。
 高温状態というのは、素粒子や原子核などが、密集して激しく動き回っている状態です。電磁波が通り抜けない状態なのです。ですからこのビックバーの直後は観測が難しい状態なのです。そこで重力波であれば貫通して伝わるとのではないかと、世界中で観測しています。 また日本のお家芸のニュートリノも電気を帯びていないので、貫通力があり、インフレーション理論の検証に役立つとされています。

 熱とは何かの説明です。電子レンジで物を温める場合は、電子を暖める物に当てて、内部の分子を振動させます。振動が激しくなればなる程温度があがります。この原理を利用しています。

 重い物体があると、時空が曲げられるというアンシュタインの理論どうりに、宇宙の重い物質、たぶん『ダークマター』の塊がると思われる部分があり、その重い塊のダークマターの向こう側の銀河団の光が、時空の歪みで光りが曲げられて届いている現象(アニシュタインの理論の証明の一つ)を確認して合成写真にも残されている。

 宇宙の写真として我々が見ているものは、可視光やそうでない電磁波でとらえたデーターをデジタル化して、沢山の色のフィルターを通した光を、解りやすく強調されて画像化しているのです。デジタルカメラの画素数の凄いのが望遠鏡につけられて、今は、便利になり、鮮明なカラーの写真として、我々も見ることげできています。

 しかし、最近の観測や実験などから、足元の我々の地球の生成の過程が判明していない状態になりました。太陽の周りで、何故、惑星が固まって纏まったのかが解っていないのです。重力でガスやチリが合体してできた、ということになっていましが、たとえば地球上の海岸の『砂』粒がくっついて大きくなることはないのが解ります。砂粒にも重力が働いているのですが、くっつかないのです。どうしたら、重力で合体する大きさの微惑星になれるのか、ここが判明していないわけです。海の砂は指の間からこぼれ落ちてしまい、決して塊にはなりません。困ったことになっています。

 ここまで書いてきたのは、恐竜がなぜか、1億4000万年も生き続けられて、人類は破滅への道を歩むのかということが言いたかったのです。

 少し、くたびれました。コーヒーでも飲みます。休憩します。font>
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