「宇宙には、だれかいますか?」監修・佐藤勝彦/編集・縣秀彦

 太陽系内の生命探査や系外惑星の発見などで、最近注目されている「アストロバイオロジー」。
 宇宙における生命を研究する、新しい学問です。
 旧来の狭い学問分野ではカバーできない新分野であり、天文学、惑星科学、生物学、地球科学、工学などの分野ですでに活躍していた研究者が参入しています。
 本書は、「アストロバイオロジー」の研究をすでに始めている研究者や、その周辺で宇宙における生命研究に興味を持っている研究者計18人に、地球外生命体、知的生命体に対する考え方など8題の質問への回答を収録したもの。
 8題の質問とは、
 1・研究内容について教えてください。
 2・生命の定義について独自の見解を教えてください。
 3・地球生命はどこからきたのか。
 4・地球外生命体が発見されるのは、どんな所でしょうか。
 5・どうすれば地球外知的生命体を発見できるのでしょうか。
 6・知的生命体が見つかりました。どういうアクションをしますか。
 7・知的生命体がいる世界には、どんな社会があると思いますか。
 8・人類は、太陽系を超えて天の川銀河に広がりうる生命でしょうか。

 まあ、それぞれの回答はおいといて、うーん、人によって色々だねえ。
 みんな科学者なんですが、人間性の地の部分が出ているような回答もあって、なかなか面白いです。
 一昔前ならば、地球外生命体なんてムーの中だけの話でしたからね。
 少なくとも、科学者たるものがその存在を公の場で議論するなんてことはありませんでした。
 それがいまや、知的生命体はともかくとして、地球外生命体の存在を肯定する科学者のなんと多いことか。
 これすべて、地球のあらゆる過酷な場所で新しい生物が発見されたことや、宇宙には地球サイズの岩石惑星がありふれていること、太陽系の惑星や衛星に液体の水があることが明らかになったことなど、科学技術の発展がもたらしたものです。
 つまり、探査技術の進歩によって、正しい姿が明らかになると、地球の外に生命がいてもなんら不思議ではないということがわかったのですね。
 知的生命体は別ですよ。これはいる(いた)でしょうが、我々と出会うには相当確率が低いです。
 知的生命体の社会は、高度な文明を獲得したときに自滅するという説もあります。
 あらゆる問題を抱えた我々の地球が、この先ずっと続いていくとは思えませんね。
 電波を使うようになってからの我々の文明が100年とすると、宇宙の歴史は136億年ですから、136億年のあいだにお互いの100年が重なるということは奇跡ですよね。こう答えた方がいらっしゃって、私も納得しました。
 宇宙が広すぎるのと時間的なズレにより、知的生命体同士が会合することはまずあり得ないということです。
 おそらく天の川銀河においては、知的かどうかはわかりませんが電波を使えるのは地球人だけではないでしょうか。

 知的ではないがバクテリアみたいなのを含めた生命体の場合はどうか。
 これは、ひょっとしたら太陽系で見つかるかもしれません。
 多くの方が生命体発見の候補に挙げているのが、火星の地中、木星の衛星エウロパ、土星の衛星エンケラドスとタイタン。
 火星は過去に地球そっくりの環境であったことが判明。
 エウロパとエンケラドスには、地表の氷の下に海があることが確実視されています。
 数十年後先には、エウロパかエンケラドスの地下海を探査することができるでしょう。
 しかし、本書にも書かれている方がいますが、生命は海だけでは発生しないという考えもあります。
 陸地がなければ、タンパク質の合成に不可欠な乾燥が行えないというのです。
 そういえば前に読んだ本では、海からほど近い温泉のような場所が生命誕生の現場ではないか、みたいなことが書かれていたのを覚えています。
 科学者の間でも、意見は分かれているようですね。
 しかしまあ、いなくても仕方ないからエウロパ探査の頃までは生きてその結果を知りたいなあ。
 せっかくこの時代に生まれてきたのだから、地球外生命体の存在を確認して死にたいですわ。
 そうそう、本書で初めて知ったのですが、1990年代半ばに、NASAが火星由来の隕石にバクテリアのようなチューブ状の構造物を発見したと発表したことがあったでしょ、写真は多くの方が一度は見たことがあると思いますが・・・
 あれ、結局は生物ではなかったんですってね。これ読むまでまだ決着がついていないのかと思ってました。
 残念(T_T)


 
 
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「重力波とは何か」川村静児

 この前読んだ安東正樹著「重力波とはなにか」との違いを比較するため、そして重力波ひいては重力に対する理解を深めるために、読んでみました。重力は人類が真に宇宙を理解するために残された最大の壁ですからね。
 結果、あくまでも私の個人的感想ですが、本書のほうがわかりやすかったように思います。
 さすが、幻冬舎。村山斉さんや大栗博司さんという日本の物理学のエースの著作を手がけてきただけのことはあります。
 私のような算数も満足に出来ない、ネアンデルタール人並の演算能力を誇る輩にも対応しています。
 思いのほか楽しく読むことができました。
 著者の息子さんが描いたという挿絵が和みます。アインシュタインがなぜか腹巻きしているのがいい。

 著者は日本における重力波研究のフロントランナー、川村静児さん。
 100年前に天才物理学者アインシュタインが存在を予言した重力波を、アメリカの研究グループが世界で初めて直接検出に成功したという2016年2月11日のニュースは記憶に新しいところですが、この観測施設「LIGO」には、川村さんはプロジェクト発足当初に参加していたらしいです。ノイズハンターとして名を馳せたとか。
 今は東京大学宇宙線研究所教授として、日本における重力波天文学の研究に邁進しておられます。
 岐阜県の神岡鉱山の地下にあるKAGRA(大型低温重力波望遠鏡)や(これは本書で一番難解でした)、宇宙に幅が1000キロメートルにもなる重力波望遠鏡を作る計画もあるそうで、日本のみならず世界では今や宇宙研究は重力波がブーム。
 なぜ今、重力波が熱いかというと、これまでの電磁波望遠鏡では見えないブラックホールなどの天体やガンマ線バーストなどの現象を観測でき、また逆に重力波が観測されないことで宇宙の現象を正しく認識できるということもありますが、最大の利点は宇宙の始まりがわかるかもしれないということです。
 電磁波の観測では、宇宙の遠くを見れば見るほど過去を観測していることになりますが、これには限界があります。宇宙が始まってから38万年までは、物質がごった煮状態で光がまっすぐ飛ぶことができず、地球からは見えないのです。
 つまり、光による観測では、永遠に宇宙の始まりは解明することができません。
 ところが、重力波の場合、宇宙が始まった瞬間から存在していたと考えられ、そのときの重力波をキャッチすることは可能なんですね。重力波は物体の動きによって空間の歪み方(重力場)が変わると、それが徐々に波のように広がっていく現象ですから、量子ゆらぎからの宇宙の始まり、その後どのようにインフレーションしていったか解明できるかもしれないのです。
 宇宙最大の謎である、この世界の始まりが解き明かせるかもしれない。これはすごいことですよ。

 ただ重力波望遠鏡がどんどん高性能化を余儀なくされていることからわかるように、重力波はとても微弱なんです。
 重力波は光速であり(なぜ重力波が光速なのか本書でも私は理解できない)、電磁波のように邪魔されずなんでもすり抜けますが、非常に微弱であり、それを捉えることが難しいのです。
 だから、アインシュタインの予言から100年もかかったのです。
 それを観測できる科学技術の発展という現実が、理想にようやく追いついたのです。
 でも、これからは段階ではなくて加速度的に観測技術が進歩していくはずです。
 そうすれば、宇宙の始まりと同じレベルである謎、余剰次元の問題ですね、これも重力波の研究で明らかになるかもしれません。我々が住むこの世界は、電磁気力、原子世界の強い力と弱い力、そして重力と4つの力がありますが、重力だけが極端に弱いのです。電磁気力を1とすると、重力の強さは10のマイナス36乗しかありません。
 これだけ地球が大きいのに、地球の重力より隣にいるおっさんに腕を引っ張られたほうが力を大きく感じるでしょう。
 なぜ重力だけが、これほど弱いのか。それは余剰次元にまで力が逃げているのではないかと考えられているのです。
 我々の住む3次元世界の理解を超えた多次元世界の存在も、いつの日か明らかになるときがくることでしょう。
 重力波天文学は、そのための偉大なスタートを切ったところです。


 
 

「重力波とはなにか」安東正樹

 2016年2月11日にLIGO(重力波望遠鏡プロジェクト)が史上初めて重力波の観測に成功したと発表しました。
 具体的には、2015年9月14日に、地球から約13億光年離れた場所で起こった、太陽の36倍の質量を持つブラックホールと、太陽の29倍の質量を持つブラックホールからなるブラックホール連星が合体し、太陽の62倍の質量を持つひとつのブラックホールが生まれる際に放出された重力波をキャッチしたのです。
 歴史的なこの重力波は、Gravitation Waveの略と日付で、「GW150914」と名付けられました。

 アインシュタインがその存在を予言しながら、検出は現実的ではないと考えていた「重力波」。
 なぜなら、その効果はあまりにも小さい、非常に微弱なものだからです。
 なんと、地球から太陽までの距離で水素原子1個ぶんの感度(つうか時空の歪み)。10のマイナス21乗。
 世界の時刻の基準になっているセシウム時計は3000万年に1秒の誤差という10のマイナス15乗という精度ですが、それより6桁も精度が細かい。どんだけやねん。
 しかし、1950年から始まった重力波の観測に、ついに人類は成功したのです。
 1916年にアインシュタインがその存在を論文にしてから、100年目という節目のグッドタイミングでした。

 本書は、この歴史的な快挙を端緒として、日本を代表する重力波天文学の研究者である著者が、一般の方々にもわかりやすく「重力波とはなにか」について解説してくれている本。
 重力と一般相対性理論から話をはじめ、重力と重力波の概念の説明、重力波の観測とそれを用いた新しい天文学、さらには宇宙論の可能性、最新の物理学の課題につても言及されています。
 まあ、私は馬鹿だし、ネアンデルタール人並の演算能力のうえに長年の低品質アルコールの摂取で大脳皮質が溶けており、半分はとても理解できなかったと思います。
 活字中毒者は、活字だけなら数学の教科書でも他人の卒業文集でも熱心に読めますが、図形や数式は苦手ともしています。
 けれども、著者の優しい姿勢だけは理解できたと思います。けっして高見から睥睨するような書物ではありません。
 概念というか、難しい面があるんですよね。
 一般相対性理論は難しく、ちっともわかりません。
 なんで重力波が光速と同じ速さなのか理解できない。ということは重力子(グラビトン)は質量がないんだね?
 重力というのは、引力と置き換えると非常にわかりにくいです。
 重力は、時空の歪み。布団にドーンと鉄球を落とすと表面にひずみができますね。すると鉄球の近辺にあったものが鉄球に寄ってくるでしょう。それが重力の概念です。物質に内包された性質に対してではなく、あくまでも時空が歪むことによって生じる力です。これは、なんとなくわかる。これの最たるものがブラックホールで、布団に鉄球どころか「宇宙の落とし穴」です。
 重力波というのは、質量のある物体が運動することによって生じる重力の“さざ波”。
 時空の歪みが、波となって周辺に伝わっていくものです。これも多少はわかる。
 相撲取りがブンブン回れば空気が振動して伝わっていくみたいに思える、そんな感じじゃん?
 ただ、重力波は非常に透過性が高くて光速で伝わるというのが、不思議で仕方ないんですけどね。
 これを観測すれば、電磁波では観測できない宇宙の事象が観測できるようになります。
 今回のLIGOのブラックホール合体だって、電磁波は発生していませんでした(観測できなかった)。
 他にもたとえば、宇宙の成り立ちのときの重力を観測できれば、光が生まれる以前の宇宙の姿がわかるかもしれません。
 著者は重力波天文学の幕開けであると、おっしゃっていますね。
 重力波望遠鏡による観測は、通常の可視光による目で見る観測に比べると、宇宙で連星が軽やかにくるくる円舞し(公転)、ときには激しく荒れ狂い(合体や爆発)ながら奏でる音楽(重力波)を、重力波望遠鏡で「聴く」ことに喩えられるそうで、実際に重力波には「音」があってスピーカで聴くことができるそうです。
 暗黒物質やエネルギーの問題もありますし、なにげに私たちの目で認識できる宇宙はほんの少しでしかないということが改めて確認される機会になったのではないかと思います。
 視野ではなく、思野を広げなければ、ね。



 
 
 

「量子論から解き明かす『心の世界』と『あの世』」岸根卓郎

 著者は京都大学の名誉教授。
 現代科学の最先端をいく最も高度で“ホット”な量子論を介し、非科学的として排除されてきた見えない心の世界(あの世)を、科学しようと試みたのが、本書です。
 量子論は現在の地球科学をリードするミクロの物理学であり、携帯電話やGPS、パソコン、MRIから超伝導リニアモーターカーにまで理論が応用されており、現在開発されている量子コンピュータに至っては、完成すると今のスーパーコンピュータでは1000億年かかると云われる一万桁の因数分解が、わずか数時間でこなせるようになると云われています。
 間違いなく、世界は変わるでしょうね。
 そして、量子論は、最先端科学で私たちの生活を左右するだけでなく、私たちの心の分野である哲学や宗教の領域にまで踏み込もうとしているのです。本書で扱われている、見えない世界の解明も、量子論があるからこそ挑戦ができるのですね。
 ただ、偉そうなことは言えないのですが、非常に優しく丁寧に書かれていますが、最低限の物理学の知識は必要かと思います。
 それでも、ニュートン力学とアインシュタインと素粒子物理学の初歩くらいわかっていれば、あるいは、本書を読むことによって、これまで見ていたこの世の景色が180度変わって見えるようになるやもしれません。
 私は、オカルトを信用しません。
 しかし、本書に書かれていることは、ある程度、腑に落ちます。
 これは私の脳の容量不足で、電子の共存性や量子テレポーテーションなどわからないところがあるからであり、量子論の体系がおおまかに飲み込めるならば、著者の考え、心の世界の存在に心酔するやもしれませんね。
 本当に面白い本です。
 ただ、補論として巻末に載せられている量子論とタイムトラベルの話題については、前にあった超光速ニュートリノの話題が大きく扱われているので、残念ながら賞味期限が過ぎていると思われます。

 で。
 量子論で、著者はどうやって“見えない世界”を解明しようとしたのか。
 量子論によると、電子は波動性と粒子性の二面性を持つことになっています。
 電子は常に波なのですが、実験者が観測することによって、粒子になります。
 つまり、観測されるまで、電子という存在は実はどこにあるのかわからないのですね。
 有名なシュレディンガーの猫という思考実験があって、毒ガスを放つ放射性物質と一緒に箱のなかにネコを入れると、そのネコは生きているのか死んでいるのか、実験者が箱を開けるまでわからないというのがありました。
 これは、箱を開ける前に結果(ネコの生死)がわかっているのではなく、箱を開けて初めて、事象の結果がでる、すなわち電子が波から点になるのと同じように、目に見える形になるというのです。
 箱を開けるまで、箱の中のネコは生きている状態と死んでいる状態が重なりあってそこにあるのです。
 そんなバカなと思われるかもしれませんが、絶対的存在はこの世にないと量子論で証明されています。
 たとえば、月だって、私たちが見るからそこに存在しているのであって、見なければそこにあるかどうかわかりません。
 人間が見た瞬間に、波の状態が収縮して粒子になり、見える現実の月になるのです。
 これを波束の収縮性と云います。
 月だって人間だって、無数の電子から成り立っているわけです。
 著者はここに注目し、波動性(見えない世界)と粒子性(見える世界)の関係性を考察しています。
 月を見るのは、人間の心です。つまり、この世は私たちの意識(心)とは無関係に形成されているわけではなく、私たち人間の心そのものがこの世を創り出しているというのですね。
 宇宙の万物や宇宙で起こる様々な出来事は、すべて潜在的に存在していて、私たち人間がそれを観察しないうちは実質的な存在ではないが、観察すると実質的な存在となるのです。
 これが実際の電子の実測から実証された、量子論の波束の収縮性、醍醐味。
 「神様はサイコロ遊びをしない」とアインシュタインは怒りましたが、ボーアだったっけ? 「なぜあなたは神様がサイコロ遊びをしないとわかるのですか」と反論し、ボーアが勝ちました。目に見えないミクロの世界では相対性理論は通用しません。

 実は偉そうなことを言うわけじゃないですが、似たようなことは私も考えていました。
 飲み会などで会って初めて友達はそこに存在しているのであって、実は私の世界には彼はいないんじゃないかと。
 二次会の前に別れて、道を曲がって見えなくなった瞬間に彼は消えているのではないかと。
 会うまでの彼は波なのだと思います、もちろん、彼にとっては私も出現するまでは波なのです。
 こういう考え方はおかしいですかね? 私はでも真理だと思いますよ。体も心も電子ですから。

 まあそれはおいといて、私がたまげたのは、この我々の住む三次元世界が多次元世界の投影なのではないかということ。
 つまり、私たちの目にする、二次元の影みたいなものです。
 影は三次元にはなりません。常に二次元で人間について回っていますね。
 ところが、四次元世界の影は三次元であり、我々がそうなのではないかというのです。
 それも、その発信元がミクロの世界からというのですから、この発想は私にはありませんでしたから、新鮮でした。
 読みながら、ああそうかもしれないと思わされてきましたから、不思議です。
 問題は時間なのです。これが一方通行だから、この世は三次元で不便なんですよね。死にますし。
 でも時間が双方向である四次元世界の影だから、この世は時間が制限されているのだと言われれば、煙に包まれながらもなんだか納得してしまう(笑)
 単純に考えれば、二次元の平面を組み立てたのが三次元の立方体ですから、四次元体は、立方体で組み立てられた世界ということです。三次元に住む我々の理解と想像の範疇を超えています。
 今、ダークマターとダークエネルギーがこの宇宙の大方を占めるといって、宇宙物理学の最大の謎となっていますが、あんがい、ダークなのは我々目に見える少数派の物質側なのではないでしょうか。
 おそらく、この世界は見えない世界から見ると宇宙の辺境であり、我々はものすごく不便極まりない、限定された一生を送る不幸な電子の集合体なのかもしれません。
 きっと見えない世界とは、想念の世界なのでしょう。


 
 
 

 

 
 
 

「ニュートリノで探る宇宙と素粒子」梶田隆章

 2015年、「ニュートリノ質量の存在を示すニュートリノ振動の発見」により、ノーベル物理学賞を受賞した梶田隆章東京大学宇宙線研究所所長による、ニュートリノの解説本。
 ヘルメットを被ってカミオカンデの建設にも関わった行動的実験物理学者な方で、同じニュートリノ関係でノーベル賞を受賞した小柴昌俊博士は、大学院での指導教官だったそうです。スーパーカミオカンデの歴史もわかるのがいいかも。
 素粒子関係は難しいからね。まあ受賞記念的な本ですが、「自然科学の知識があまりない人にも直感的に理解できること」をモットーしながらも、内容は濃いです。私、半分も理解できませんでした。でも、大筋は理解できたような気がします。
 気がする、ですけどね。これでいいんですよ。細かいことは気にしない。

 いや、そういうわけにはいかないんですね。なぜなら、ニュートリノは細かすぎるんです。
 素粒子で一番軽い電子よりはるかに小さく、質量は電子の1000万分の1くらいしかありません。
 ニュートリノは飛んでいます。この瞬間にも、我々の体を通過しているどころか、地球さえ楽々と貫通しています。
 当然ながら物質となかなか相互作用しません。当たらないんです。電荷ありませんしね、もちろん。
 どれくらいかというと、太陽の核融合反応でやってくるニュートリノ1個を反応させてやろうとすると、地球を100億個程度並べてやらなければいけません。それでやっと、どこかに「コツン」と当たるんです。
 ちなみに太陽の核融合はこの相互作用の弱いニュートリノを介在させるため反応が鈍く、だから100億年も燃えていられるのです。我々地球人が生きていられるのは、ある意味ニュートリノのおかげです。
 
 これだけ小さいんだから、光子みたいにニュートリノには質量がないんではないかと言われていました。
 しかし有名な物理学の理論は、ニュートリノの質量を予言していました。でも確証する方法が難しい。
 この問題をクリアして、ニュートリノに質量が存在することを証明し、ノーベル賞を受賞したのが、著者である梶田さんであり、それを可能にしたのが岐阜県神岡町のカミオカンデなのですね。
 ニュートリノの振動の発見がどうしてニュートリノの質量につながるのかというと、ニュートリノ振動とは、ニュートリノが飛んでいる間に別の種類のニュートリノに姿を変える現象のことであり、姿を変えるということは時間に沿っている、時間に沿うということは光よりスピードが遅い、光より遅いということはニュートリノには質量がある、とまあ、こういうふうに連想できたわけです。
 エネルギー保存の法則から、ニュートリノに質量があることは予測されていながら、あまりにも小さすぎるので捕まらず、なかなか実験で確認できなかったわけです。
 まさに、カミオカンデという施設が日本にあったおかげです。
 しかしカミオカンデだって、小柴さんも著者も建設に直接関わり、特に小柴さんは陽子崩壊という現象を観測するという本来の目的からニュートリノ研究に方向を切り替えるという、先見の明がありました。予算だって限りある中でですよ。英断でしたね。
 いいタイミングで超新星爆発が起きるという幸運があったにせよ、世界で初めて超新星からやって来たニュートリノの観測に成功し、超新星爆発の理論が基本的に正しいことを証明したのですから。
 ニュートリノは表面のことしかわからない光の観測と違って、星の中味のことまでわかりますから。
 カミオカンデは現在、カムランドという液体シンチレータ1000トンで満たされた観測施設になっています。
 カミオカンデの純水3000トンから5万トンにパワーアップしたスーパーカミオカンデも、もちろん稼働中です。

 これからのニュートリノ研究に期待すべきこと、それは宇宙ではなくて地球内部の探査かもしれません。
 地球て、真ん中がマグマみたいなので燃えているでしょう。たまに噴火とかしたり地熱の元になっています。
 あれ、どうしてだか明確にはわかっていないのです。
 地球ができて45億年になりますが、誕生したときの熱がいまだに残っているという説と、地球の中心でウランやトリウムが崩壊して熱を出しているという説があります。これも地球内部から飛んで来るニュートリノの観測で明らかになります。
 なんだかんだで、ニュートリノはこの宇宙が誕生したときから存在し、そのあまりにも小さすぎる体にはこの宇宙の歴史も法則も刻み込まれているのです。


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