RYOTA YAMADA

Saturday, October 23, 2010

ご飯を炊くエネルギー その5 隕石

ご飯を単位にして様々なモノが生み出すエネルギーを比較してきたが、反物質という究極のエネルギー源となるものを取り上げて、その15グラムという質量または存在自体を全てエネルギーに変換してしまった。もうこれ以上スケールの大きな面白い話はなさそうだ……と、少し寂しく思っていたが、まだありそうだ!隕石である。

恐竜が絶滅した原因は巨大隕石だ、という説が現在の主流となっている。隕石ではなく小天体と言ったほうがしっくりいきそうな直径10キロメートルもの巨大な隕石が、アメリカ大陸のユカタン半島に落下したのであるが、それでも地球の直径1万2千700キロメートルと比較すればちっぽけなゴミである。地球を東京ドームの大きさだとすれば、サッカーボールを投げつけるようなものである。そのちっぽけなサッカーボールが、なぜ東京ドーム一面に散らばって生息している全ての恐竜を絶滅させるだけの大惨事を引き起こす事ができるのであろう。その答えは速度にある。

酔っ払って歩いてコンクリートの壁に頭から激突したら、まあ経験したことはないのであるが、タンコブが出来て目茶苦茶に痛い、下手したら血が吹き出て病院に運ばれ縫う羽目になるであろうことは想像に難くない。おおよそ人間の歩く速度は時速4キロメートルであるが、では10倍の時速40キロメートルでコンクリートの壁に激突したらどうなるだろう。衝突エネルギーは速度の2乗に比例するので、速度が10倍早くなれば、
で、衝突エネルギーは100倍になる。100倍……、頭を割って死ぬと思われる。たった時速40キロでこうなのだから、さらに早く走るクルマに乗るときには、いかにシートベルトが重要なのかが良く理解できる。速度が100倍になったら衝突エネルギーは1万倍(10,000倍)、速度が1,000倍になったら衝突エネルギーは100万倍(1,000,000倍)、速度が10,000倍になったら衝突エネルギーは1億倍(100,000,000倍)という具合に、加速度的指数関数的ねずみ算的上昇となる。

では恐竜を絶滅させた隕石の速度は如何程であるかというと、それはもう宇宙的な速度であり、だいだい時速7万2千キロメートルぐらいであったろうと計算されている。これは東京駅から出発して川崎駅までたったの1秒で着いてしまうという、想像の域を遥かに超えた速度なのである。これってもう人間の感覚からすると、ほとんどテレポーテーションだよな。

では、15グラムの隕石が衝突したら、そのエネルギーで何合のご飯が炊けるか計算してみよう。15グラムの隕石では地球に落下しても小さすぎて大気との摩擦で蒸発して地上には届かないので、国際宇宙ステーションのような宇宙船に衝突することとする。計算は単純であり、運動エネルギーを表す式は
である。物理学の世界で基準となる単位は、質量がキログラムで長さがメートル、時間が秒であるので、15グラムと時速7万2千キロメートルを単位変換して上の式に代入すると、
となる。[J] はジュールというエネルギーの単位であるが、これを普段の生活で馴染みのあるキロカロリーという別のエネルギー単位に変換するために4,184で割ると、720キロカロリーとなる。これをご飯を1合炊くのに必要な160キロカロリーで割ってあげると……、なんだ、意外と平凡、4.5合のご飯が炊ける。


もしあなたが2,000万円払ってスペースシップワンに乗り込み宇宙旅行をしている最中に、幸運にも15グラムの隕石と衝突した場合、隕石がめり込んでブスブスと真っ赤に煮えたぎっている穴の中に鍋をかけるとご飯が4.5合炊けます。是非お米を持参しましょう!

でも、「たったのご飯4.5合か、大したことないジャン」、なんて思うなかれ。宇宙船は立派に大破します。地上だけではなく宇宙にもごみ問題が発生しており、ロケットや人工衛星の部品などの人間が宇宙に捨てた大量のごみが地球の周りを回っていて、国際宇宙ステーションや高価な人工衛星にぶつかり破壊することが大きな問題となっています。みなさん、ゴミは持ち帰りましょう!

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