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テクノロジー

火星テラフォーミングに農業は重要!「火星の土」でミミズの繁殖に成功、次は受粉をどうするか?

 火星のテラフォーミング

 テラフォーミング(terraforming)とは、人為的に惑星の環境を変化させ、人類の住める星に改造すること。「地球化」、「惑星改造」、「惑星地球化計画」とも言われる。アメリカのSF作家、ジャック・ウィリアムスンがCollision Orbit(コリジョン・オービット)シリーズで用いた造語が語源であるとされる。

 火星の一日(自転周期)は地球と同じくほぼ24時間であり、赤道傾斜角が25度と地球の角度と近いため四季も存在する。これらから、火星は最も地球に近い惑星であるとされる。

 太陽との距離がより大きい火星を地球のような惑星に作り変えるためには、希薄な大気をある程度濃厚にして気温を上昇させることが重要な条件となる。具体的な方法としては、以下のようなものが提案されている。


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スカイツリー頂上は地上より時間が速く進む?アインシュタインの結論「重力と時間」の不思議な関係

場所によって時間の進み方が違うのは本当?

 「1日は24時間、時間は全ての人に平等」という言葉がある。しかし都会と田舎では時間の流れ方が違う。なぜだろうか?

 都会と田舎では時間の流れ方が違うというのは、体内時計が関係すると思われる。都会では刺激が多く忙しい心拍数も速くなる。それで早く感じるのかもしれない。田舎に行くと心拍数が落ち体内時計の速度が遅くなって、ゆっくりと感じるのかもしれない。

 だが、アインシュタインの「相対性理論」では、時間の流れは人によって違うという事が科学的に実証されている。それを例えた、有名なエピソードがある。


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実現するのは100年後のはずだった...国産量子コンピューター誕生!光量子「重ね合わせ」を利用

初の国産量子コンピューター 無料公開へ

 今年2017年秋9月22日、東京大学の古澤明教授と武田俊太郎助教授は、大規模な汎用量子コンピュータを実現する方法として、1つの量子テレポーテーション回路を無制限に繰り返し利用するループ構造の光回路を用いる方式の発表をした。

 これまで量子コンピュータの大規模化には多くの技術課題があったが、発明した方式は、量子計算の基本単位である量子テレポーテーション回路を1つしか使用しない最小規模の回路構成であり、「究極の大規模量子コンピュータ実現法」だという。

 11月20日、この方式を使った「量子コンピューター」の初の国産機の開発に成功したと国立情報学研究所やNTTなどのチームが発表した。複雑な組み合わせを解く問題でスーパーコンピューターの100倍のスピードを発揮したという。世界中の研究者が利用できるようインターネット上で無料公開するという。


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光で磁石の性質が消える?レーザーで電子スピンの配向を制御できる「スピントロニクス」の可能性

 スピンとは何か?

 粒子の磁気にかかわる量。角運動の一種で、「自転」のイメージでとらえるとわかりやすい。電子だけではなく、さまざまな素粒子や原子核にもスピンは存在している。

 電子のもつ「電子スピン」で説明すると、地球の自転のように高速回転する電子の姿で考えるとわかりやすい。だが、このイメージは電子スピンを考えるのに便利ではあるが、スピンの本当の姿を捉えたものとはいえない。コマなどの回転(自転)と電子などのスピンとの違いについて、結論だけを先に見ておこう。

 コマの場合、はじめの力の入れ具合でいろいろな速度で回転させることができる。つまり角運動量はどんな値でもとることが許されている。また、しだいに回転速度が遅くなるにつれてコマの配向(回転軸の向き)は変化していく。これは摩擦などの影響のせいだが、とにかく重要なのは、コマの角運動量の大きさや配向は自由にとることができる。


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「第2の地球」続々発見!次は「第2の知的生命」探査!94光年のかなたに高度な文明の「信号」をキャッチ?

 地球と同じような大きさ、系外惑星を発見 生命の可能性も

 最近は「第2の地球」が続々と見つかっている。スイス・ジュネーブ大付属観測所などの天文学者は11月15日、地球から11光年離れた位置に、観測史上2番目に太陽系に近い系外惑星を発見したとする研究結果を専門誌に発表した。生命が存在する可能性もあるとして、研究者の間で期待が高まっている。

 今回発見された「ロス128b」は地球とほぼ同じ大きさ。表面気温も地球と同程度の可能性があり、その場合は生命が存在しうる穏やかな環境となる。主星である赤色矮星(わいせい)「ロス128」の周回軌道を9.9日ごとに一周している。

 赤色矮星の周囲には他の系外惑星も発見されてきたため、さらなる系外惑星の発見を期待しての研究や観測が増えている。恒星「トラピスト1」を周回する複数の惑星や「プロキシマb」など、近年発見された他の主な地球大の系外惑星もこの種の恒星の周りに発見されてきた。


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小惑星探査機「ドーン」の成果!ケレスに過去の海の痕跡、ベスタにエベレストの2倍超の高山発見

 小惑星探査機「ドーン」

 ドーン (Dawn) とは、アメリカ航空宇宙局 (NASA) が打ち上げた準惑星ケレスおよび小惑星ベスタを目標とする無人探査機で、ディスカバリー計画のミッションの一つである。史上初の、小惑星帯に永久にとどまる人工物となる。

 Dawnとは、夜明け・あけぼの・暁などを意味している。ドーン・ミッションの目的は、太陽系初期の状態を残していると考えられる、2つの大きな原始的天体を調べることで、太陽系誕生の謎に迫ることである。

 ケレスとベスタは太陽系の別々の場所で誕生したと考えられており、それによる対照的な違いがいくつも見られる。ケレスはその形成段階において地下水による「冷たく湿った」状態を経験しているとされている。


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「ミュオグラフィ」で古代文明の謎を解け!ピラミッド内部に謎の大空間!王のミイラついに発見か?

 ピラミッドの不思議 

 ピラミッド(Pyramid)は、エジプト・中南米などに見られる四角錐状の巨石建造物の総称であり、また同様の形状の物体を指す。なかでも最も有名なものはエジプトにあるギザの大ピラミッドをはじめとする真正ピラミッド群で、その形からかつては金字塔(きんじとう)という訳語が使われていた。

 エジプトのピラミッドで最もよく知られているのは、カイロ郊外にあるギザのピラミッドである。ギザのピラミッドのいくつかは、歴史上最も大きな建築物だと考えられている。

 ギザにあるクフ王のピラミッドは、エジプトのピラミッドで最も大きなものであり、世界の七不思議の一つに数えられている。何が不思議かというと、まずピラミッドは王家の墓といわれているが、ピラミッドから王のミイラが発見されたことは無い。


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夢のクリーンエネルギー「人工光合成」が太陽光電池を超える?水から水素が高効率で生成可能に

 夢のクリーンエネルギー「人工光合成」

 夢のクリーンエネルギー「人工光合成」とは 地球温暖化など環境負荷の大きな二酸化炭素を吸収しつつ、エネルギーを生み出し、さらに有害物質を排出しないというクリーンエネルギーの生成を実現する「人工光合成」。

 “人類の夢”ともされた技術だが、2020~2030年には現実のものとして実現する可能性が見え始めている。

 人工光合成とは、文字通り人工的に植物の光合成と同じ現象を発生させる技術である。光合成は、植物の生命活動に利用されている現象で、太陽エネルギーを利用して、二酸化炭素(CO2)と水(H2O)から炭水化物などの有機化合物を作り出すというもの。同様の現象を人工で発生させることができれば、地球温暖化の大きな要因であるCO2の減少に貢献するだけでなく、有害物や環境負荷の高い物質を排出しない新たなクリーンエネルギーとなることから高い関心を集めている。


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重さの「キログラム」定義、ついに確定か?「プランク定数」の超精密測定に成功!産総研

1キログラム物語 1kgはどうやって決められたか?

 「1kg」はどうやってきめられたか?「1kg」はなんと、毎年重くなったり軽くなったりしている!...というのはご存知だろうか?

 といってもその量は、極々わずかなので私たちの生活に問題はない。1メートルだったら、いつ誰が計測しても変わることのない光の速度を基準にしているが、1kgは「国際キログラム原器」という物体の質量を基準にしているから、このようなことが起きる。

 実際にフランスにある「国際キログラム原器」の質量は、表面吸着などの影響により年々増加している。その量は年に0.1µg程度と見られている。1980年代に42年ぶりに国際キログラム原器の洗浄が行われた。これにより国際キログラム原器の質量は約60µg減少した。これは1キログラムの6×10-8倍に当たるので、現行の国際キログラム原器による定義の精度は8桁程度ということになる。


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世界初、浮く洋上風力発電所が営業開始「ハイウインド・プロジェクト」日本も法整備後、大型プロジェクト

 浮体式洋上発電とは?

 浮体式洋上風力発電とは、洋上風力発電の一種で、洋上に浮かんだ浮体式構造物を利用する風力発電である。水深50mを超えると着床式では採算性が悪化するので、50m~200mの海域では浮体式風力発電機が設置される。

 2011年現在、ノルウェーのスタヴァンゲル洋上10kmに浮かぶ「ハイウインド・プロジェクト」のみが実用化されているが、今後の普及が期待されている。日本は欧州などと異なり遠浅の海岸が少ないため、浮体式の実用化が洋上風力発電普及の鍵になると見られている。日本では、初の実証試験が長崎県五島市の椛島(かばしま)沖で行われている。また、世界初の大規模事業として福島県沖に集合型風力発電所が建設される。

 国土交通省と経済産業省は、国内外で事業展開しやすい環境を整備するため、安全基準の策定、技術開発、国際標準化を進める。外洋では風を遮るものが無いため、陸上や陸地に近い洋上よりも強く安定した風力が利用できるが、水深が深すぎるために着底式の風力タービンが建設できないことがある。浮体式構造物を利用することで、そのような場所でも風力発電を行うことが可能となる。


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水素社会の実現目指して...海水から水素燃料を低コストで抽出できるナノ材料を開発!

水素エネルギー社会

 エネルギー資源が少ない日本は、エネルギーを海外から輸入しなければ日々の生活も経済活動も成り立たない。また世界第三位の経済大国である日本は、人類共通の課題であるCO2排出量の削減にも真剣に向き合わなければならない。

 水素は馴染みがないように感じるかもしれないが、決して特殊なものではない。水素は、宇宙全体の約70%を占める物質であり、太陽をはじめとする宇宙の星のほとんどは、水素をエネルギーとして光っている。

 地球上では酸素が結び付いて「水」として多く存在している。水素(フランス語でhydrogène、英語でhydrogen)という言葉も、水(hydro)の素(gène)という意味で名づけられたもの。


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有人惑星探査時代到来!「かぐや」が月の地下に巨大な空洞発見!将来の月面基地になるかも?

 月の特徴

 月の直径 (3,474km) は、木星の衛星ガニメデ (5,262km)、土星の衛星タイタン (5,150km)、木星の衛星カリスト (4,800km)、イオ (3,630km) に次ぎ、太陽系の衛星の中で5番目に大きい。また、惑星に対する衛星の直径比率で言えば、月は地球の約1/4であり、ガニメデが木星の約1/27、タイタンが土星の約1/23であるのに比べて桁違いに大きい。

 かつては、衛星が主星の大きさの50%を超える冥王星とカロンの組に次いで2番目だったが、冥王星が準惑星に分類変更されたので、地球と月の組が1番となった。月はその規模や構造といった物理的性質から、星そのものは地球型惑星だと考えられている。

 ただし軌道の観点ではあくまで「衛星」の範疇であるため、太陽系の8惑星を分類する意味で「地球型惑星」と言った場合、月は含めないのが普通である。従来、地球に対する月は、衛星としては不釣合いに大きいので、二重惑星とみなす意見もあった。月の直径は地球の4分の1強であり、質量でも81分の1に及ぶからである。


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ゴミは宝の山?都市鉱山を開発せよ!スイスの下水から金2億円相当を発見、銀やレアメタルも

 都市鉱山 ごみの中から宝の山

 都市鉱山(urban mining)とは、都市でゴミとして大量に廃棄される家電製品などの中に存在する有用な資源(レアメタルなど)を鉱山に見立てたものである。 そこから資源を再生し、有効活用しようというリサイクルの一環となる。 地上資源の一つでもある。

 レアメタルは、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム等のベースメタルや金、銀などの貴金属以外で、産業に利用されている非鉄金属を指す。例えば、リチウム、ベリリウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、ガリウム、ゲルマニウム、白金、ビスマスなどがある。

 日本には地上にレアメタルが少なく、世界的には中国に集中して存在するものが多い。最近は、日本の排他的経済水域の海底に大量のレアメタルが発見されているが、それを引き上げる技術がまだない。それだけに、都市部でゴミの中にあるレアメタルは貴重なものである。


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2024年に人類を火星へ、イーロン・マスク氏発表!電気自動車テスラ、ロケット旅客計画、ハイパーループの起業家

 イーロン・マスク氏、火星有人飛行の計画を発表

 2002年宇宙輸送を可能にするロケットを製造開発するスペースX社のCEOならびにCTOに就任し、2008年10月には電気自動車会社であるテスラモーターズ社の会長兼CEOに就任、2006年には太陽光発電会社ソーラーシティを従兄弟であるリンドン・リーブと共同で立ち上げ同社の会長に就任。

 2013年には時速約800マイル(約1287キロ)の輸送機関ハイパーループ構想を明らかにするなど、時代の寵児として活躍するイーロン・マスク氏が、2024年に火星への有人飛行を実現させる計画を発表した。

 マスクCEOはオーストラリアで開催の国際宇宙会議(IAC)で、この計画を発表した。マスクCEOはまた、火星での発電や採鉱、生命維持を支援するシステムを設置するために少なくとも2機の貨物用宇宙船を22年に火星に着陸させることを目指すと明らかにした。


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「量子コンピューター」実現へ、光量子の光ループ方式を発明!量子アニーリング方式に対抗

 量子コンピューターのしくみ

 量子コンピューターといえば、量子力学の原理を情報処理に応用するコンピュータで、極微細な素粒子の世界で見られる状態の重ね合わせを利用して、超並列的に計算を実行するコンピュータである。

 原子の内部構造のような極めて微細なスケールの世界は、物体に働く古典力学とは原理の異なる量子力学が支配している。素粒子の状態を表す属性は、複数の状態が同時に実現している「重ね合わせ」という状態にある。これを「量子ビット」(qubit:quantum bit)と呼ばれる情報の表現として利用することにより、並列的な計算を実現するというのが量子コンピュータの基本的な原理である。

 従来の計算機は1ビットにつき、0か1のいずれかの値しか持ち得ないのに対して、量子コンピューターでは量子ビット (qubit; quantum bit) により、1ビットにつき任意の割合で重ね合わせて保持することが可能である。 n量子ビットあれば、2のn乗の状態を同時に計算できる。理論上、現在の最速スーパーコンピュータで数千年かかっても解けないような計算でも、例えば数十秒といった短い時間でこなすことができる。


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前人未踏の世界へ!世界初、マントルを直接掘削!JAMSTEC掘削船「ちきゅう」の挑戦

 世界で初めてマントルを調べる掘削船「ちきゅう」

 海洋研究開発機構(JAMSTEC)地球深部探査センター(CDEX)の地球深部探査船(掘削船)「ちきゅう」。

 日本・米国が主導する統合国際深海掘削計画(IODP)において中心的な掘削任務を担当しており、巨大地震・津波の発生メカニズムの解明、地下に広がる生命圏の解明、地球環境変動の解明、そして、人類未踏のマントルへの到達という目標を掲げている。

 地球が水と生命に恵まれたオアシスであることを我々は既に知っている。しかし、過去46億年の地球の歴史で繰り返されてきた、隕石衝突、地震、火山噴火、津波、異常気候の発生は、地球上の生命に多大な影響を及ぼしてきた。


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土星探査機「カッシーニ」 燃え尽きて20年間の任務終了!タイタンにメタン、エンケラドスに水...数々の成果

米土星探査機カッシーニが任務終える

 米国の大型土星探査機カッシーニが15日、13年間の観測任務を終える。機体は土星の大気圏に突入して消えるが、約45万点もの鮮明画像を撮影、二つの衛星に海があること明らかにするなど、数多くの素晴らしい観測成果を残してくれた。米航空宇宙局(NASA)によると、カッシー二は通信が途絶えた後間もなく大気圏で燃え尽きるが、直前まで大気の観測を行ない地上にデータを送ることを試みるという。

 カッシーニは高さ約7メートル、幅約4メートル、重さ約6トンの大型土星探査機。1997年10月15日に米フロリダ州のケープカナベラル空軍基地から打ち上げられた。探査機の製造、打ち上げには 欧州宇宙機関(ESA)なども参加、協力した。機体には世界約80カ国の一般市民約61万人が土星への夢を託して寄せた署名も積まれた。金星や地球、木星上空でスイングバイを繰り返して2004年6月に土星上空に到達。土星の周りを回る探査機は初めてで、以来13年の長い間観測を続けた。


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採血せずに指に光を当て血糖値を測定!がん・アルツハイマーなど血液検査でできることのすべて

 血液検査でできること

 血液検査ではどのようなことがわかるのだろう?

 白血球数、赤血球数、血色素量、ヘマトクリット、血小板数、CPK、GOT、GPT、LDH、γ-GTP、アミラーゼ、クレアチニン、尿酸、尿素窒素、血糖、中性脂肪、HDL-CHO、LDLコレステロール、ナトリウム、カリウム、クロール...などずいぶん多くの情報が分かる。

 最近では、血液1滴で乳がんなど13種類のがんを早期発見する新しい検査法が臨床研究中である。開発したのは、国立がん研究センター(東京都)などで、早ければ3年以内に国に事業化の申請を行うという。


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北朝鮮「水爆実験」を強行!米国静観、北朝鮮はEMP(電磁パルス)弾を開発を表明

「北朝鮮で人工的揺れ 」6回目の核実験と推定

 2017年09月3日、北朝鮮北東部で日本時間3日午後0時29分ごろ、大きい揺れが観測され、6回目の核実験を実施した可能性が指摘されている。北朝鮮の国営テレビは同午後3時半、「水爆実験を成功させた」と発表した。

 朝鮮中央テレビは「重大報道」として、「大陸間弾道ミサイル(ICBM)搭載のため、水爆実験に完全成功した」と発表。「前例のないほど強力な爆弾」による実験で、核物質などの外部流出はなかったと説明した。また最高指導者の金正恩・朝鮮労働党委員長が核実験の命令書に署名しているように見える映像を放送した。

 韓国政府などは咸鏡北道吉州郡で大きな揺れを観測。同郡には豊渓里核実験場がある。韓国軍合同参謀本部は、北朝鮮が核実験を実施したと「推定される」と発表した。


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超伝導の常識を覆すレアアース(CeCu2Si2)発見!BCS理論や磁気的ゆらぎに関係しない第3の超伝導

 超伝導の起きる理由「BCS理論」と「磁気的ゆらぎ」

 超伝導(superconductivity)とは、特定の金属や化合物などの物質を非常に低い温度へ冷却したときに、電気抵抗が急激にゼロになる現象。1911年、オランダの物理学者ヘイケ・カメルリング・オンネスにより発見された。

 超伝導が起きる理由としては、BCS理論がある。BCS理論では電子-格子相互作用を介して電子同士がフォノンを仮想的に交換(或いはフォノンを介して運動量を交換)することによって、電子同士に引力が働くと考える。この引力によって生じる電子対(スピンは互いに逆向き、かつ対の全運動量がゼロ)をクーパー対(クーパーペア)と言う。

 ところが、従来の超伝導体では、このBCS理論によって超伝導が引き起こされることが確立しているが、銅酸化物超伝導体や鉄系超伝導体などでは従来の発現機構では説明がつかず、これらの非従来型超伝導の発現機構の解明は、物性物理学における大きな課題の一つとなっている。


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