今日の物理の実験：じゃいろ
昨日の物理の実験は、
「角運動量と慣性力」
ってことで、回転いすを使って角運動量保存則を体験したり、ジャイロスコープで角運動量の時間変化を調べたりしました
回転いすはダンベルを両手に持って、手を伸ばしたり縮めたり。
回転いすの回りが素晴らしく、実験には最適だったのですが、降りた時に目が回りました。
その椅子の上で車輪を回して、傾けてみるってことも。。。
普通に楽しかったです。
不思議な力を体感しました。
ダンベルの実験では、それぞれの角速度を測定し、その結果から人間の慣性モーメントを計算して求めたり。
おそらく測定ミスで、算出した人間の慣性モーメントの値が小さくなってしまったのですが、まぁ、これはモデル（私）の体重が軽いからってことにしてしまいました
ジャイロスコープの動きは面白いですね。
地球ゴマ売ってるのを買いたくなってしまいました。
実験では、回転させるのにひもで回すのではなく、電動のネジまわししなんかにつかうもののドリルの代わりに円盤状で周りにゴムの付いたバーツを付けて、それを接触させて回していました。
これだと回しやすく、早く回すのもやりやすかったです。
実は、高校時代はモーメントを勉強しておらず、大学に入ってもその場しのぎで終わっていたので、
今回しっかり勉強しました。
昔にやり残したことを今埋めていっている気がします。
暗黒物質！
今日の宇宙地球科学の授業のテーマは・・・
「ダークマター」
それまで、聞いたことはあったんですけど、はっきりとどういう物質なのかは知らなかったんですよねぇ。。。
直訳すれば暗黒物質。
スターウォーズに出てくるのではなく、宇宙に存在すると思われているヤツです。
定義としては、
「重力は及ぼす（質量はある）が、光を使って見えない」
というものを指します。
温度のあるものは光を出すので、恒星など私たちは観測できます。
そして、その観測からだいたいの動くスピードが計算できて、そこから星の質量が算出できます。
また、一方で銀河系は星が集まってできているのだけれども、
銀河系がすっ飛んで行かないための、全体の質量というものも計算されます。
万有引力の法則により、重さがあれば引っ張り合うからね！
ところが、その全体の重力が、観測される星から計算された質量よりもなんと5倍も大きい！！！
単なる誤差ではない、ということで、それならば天体観測で見えていないけど
質量を持った物質、 「ダークマター」 が存在するのでは！！！
ということのようです。
銀河団に関しても同じことが言えるそう。
イメージ的には ここ
の動画なんかがわかりやすいのかも
そして、そのダークマターの候補としては。。。
すでに知られている素粒子 バリオン として
1） 褐色矮星・・・ 恒星が生まれる時に、重さが足らずに恒星になりきれなかった星で光らない。
ちなみに太陽の質量の1/10くらいないと、核融合を起こさなくて光らないそうです。
2) ブラックホール 中性子星 ・・・重い恒星の最後の状態。光を出さない。
3) ニュートリノ ・・・・ 宇宙にたくさん存在するのはわかっているけど、他の物質と相互作用しないのでよくわかっていない。
この中で、ブラックホールの存在が確認できる方法があります。
見えないもの（光らないもの）をどうやって確認するかというと・・・。
恒星の前にブラックホールがあると 「マイクロレンズ」 の現象で光がゆがみ、一瞬明るく見えるそうです。
これは、1990年代に始まった OGLEブロジェクト で一生懸命ブラックホールが探されていたんだけれども、結論としては。。。
確かにブラックホールは飛んでいるんだけど、ダークマターの存在としては数が少ないそうです。
そこで、登場するのが・・・・
非バリオン であるまだ見つかっていない未知の素粒子です。
これは、天体観測では無理なので、加速器を使って見つけるしかない！
ということで、むちゃくちゃ大きな加速器 LHC
なんかが登場するんですね！いぇーい
新理論なんかも出て 話題的にも盛り上がってるんでしょうかね！
数ヶ月前に、LHCのCERENではないアメリカの加速器が、
「未知の素粒子を発見した！」
というニュースが出たそうです。
新聞記事なんかは、専門家に裏をとらずになんでも載せるのであやしいのも多いのですが、
専門家から見てとんでもなくもない、そこそこ信憑性のあるものらしいです。
このデーターをこう見たら、こうも言えるかもねってかんじらしい。。。
実際のところどうなんでしょうね
調べてみると、陽子崩壊を観測しようとして、ニュートリノを観測しちゃったカミオカンデですが、
もっと高感度にしてダークマターを観測するプロジェクトも進んでいるようです。
今日は、KEKから来たメルマガもダークマター、ダークエネルギーについての案内 だったし、
今日配信されてきた森山さんのサイエンス・メール も天文関係の話。
ちょっと 
についていろいろ関係が深かった一日でした
最近の宇宙地球科学
ようやくざっと授業が一巡した。
一回目はガイダンスが多いから、来週から実験、講義が本格的に始まる。
いろいろな講義の中で面白そうだなと思ったのは、宇宙地球科学の授業と基礎生物学の授業。
ちなみに宇宙地球科学の先生は、温暖化懐疑論のM先生ではありませんでした。
この二つの授業の共通点は、最初に高校までの授業と大学での授業の違いを述べていたこと。
そして、高校まではわかっていたことを教えるけど、大学の授業だからわかっていない答えないことを教えるとのこと。
最初の授業は、ガイダンスで雑談っぽかったのだけれど、とっても面白かったのでメモ。
まずは、宇宙地球科学の授業から。
どうやって論理的に考えるかという例で、横軸が年、縦軸が温度のグラフをラフ書き。
昔は一定で近年上がってるよ、というグラフ。
あーそうか、と見るのではなく、理系だったらこれでいいのか論理的に考えなければだめ。
・ ここ100年ほどはきちんと温度データもあり、データーの質がいい。
しかし、昔は温度計がなく、海水準・木の年輪・花粉の堆積量 これらから推測したデータ。
質の違うデーターを同じグラフにしてもいいのか？
・ 昔は一定にしているけど、当然気温の上がり下がり、振れ幅があるわけで、もしかするとそれぞれ推測したデータの平均をとっているかもしれない。
・ どういう平均をとるかも重要。
・ グラフの書き方、どこを原点にとるかも重要。（研究費を例に）
・ どういうグラフを書くと意味があるか
例：宇宙の惑星にある気体の濃度のグラフ。
薄くてもそれはそれで意味があるので、対数グラフをつかう。
・ 地球は太陽を回る面に大して軸が傾いている。
その軸も他の惑星の関係で揺れる。
軸が立つと氷河が無くなる。逆に軸が寝ると氷河が発達する。
・ 氷河はピカピカしてるので、太陽の光を吸収しにくい。よって地球の温度が下がる。
すると、また氷河が発達する。
・ 今の地球は氷期。 氷河があるのが氷期。 氷期は氷河期と間氷期に分かれる。
・ 極に氷がなかった時代もある。→恐竜の時代
・ 植物は太陽からエネルギーをもらって、エネルギーを出している。それだけで生きていけるから独立生命。
動物の存在は植物に依存しているから従属生命。
ウイルスは動物に寄生しているので、従属生命。
・ しかし、動物は植物が光合成の時に吐きだす酸素を消費して、必要な二酸化炭素をだしている。
また、死んだら植物の肥料となる。
共存共栄ともいえる。
・では、ウイルスはどうか。依存だけか。
・ 最近の説では、ウイルスのおかげで進化が進むという説もある。
生物ではないけれども、ＤＮＡは持つ。
そのため、微妙にDNAを注入できる。
完ぺきな複製は進化しない。 （ 完ぺきな複製を妨げるもの突然変異 オス、メスＤＮＡを混ぜる）
などなど、だーっと 思いつくまま 幅広い知識をお話しされ、宇宙の研究へ。
天動説、地動説 惑星の研究 などあったのち・・・・
分光学 が 天文学を一変したそうだ。
太陽の光を分光して、波長によってわけてやるとフラウンホーファー線 のように暗い線、吸収線が出てくる。
↓
ガスの成分によって吸収するエネルギー、波長が違う
↓
その星の光を調べれば、その星に存在するガスの成分がわかる！
↓
↓
調べてみた
↓
↓
分光してみると、夜空の星 （点） と 太陽はほとんど成分が同じ。
じゃぁ、どうして暗い？？？？
↓
答え） 遠いから～！
↓
じゃぁ、地図を作ろう！！！！ （ｂｙパーシェル）
20世紀の初め頃は、こんな流れだったみたい。
星 が終わると次は 銀河。
ぼーっと雲のように見える銀河を分光すると、どうも波長がずれている。
ずれは、赤色の方にずれている。 Ｒｅｄ Shift ！
↓
銀河は遠ざかってる！！！ （ｂｙハッブル）
どのくらい赤いか
↓
遠いのほど早く遠ざかっている。
ってことで、20世紀中盤は、「ビックバン宇宙論」
20世紀末は、COBE
、 WMAP
、ハッブル望遠鏡
のような宇宙で観測する宇宙望遠鏡が打ち上げられた。
で、ある程度 銀河系の地図なんかも作られたりなんかしてわかってきた。
じゃぁ 21世紀に入るとどうなっているか。。。
21世紀は 系外惑星 だそうです。
ハーバードにしろ、プリンストンにしろ、世界の研究は一斉に系外惑星に向かっているとか。
今までは、観測の対象が光る星で、自分で光ることができない惑星にまで研究が及ばなかったんですね。
そういえば、ハワイにある日本の すばる望遠鏡 も、頑張ってるよね。
上手に恒星の光をさえぎり高コントラストで惑星の光を観測する ＨｉCHAO を使って成果を上げてるニュースが年末にも出てたっけ。
▼AstroＡｒｔｓ 太陽型の星のまわりに惑星候補、初めて撮像
http://www.astroarts.co.jp/news/2009/12/04subaru_exoplanet/index-j.shtml
ちなみに、授業は、以下の記事の中で話されている先生の一人です。
http://www.astroarts.co.jp/news/2008/07/07exoplanets_300/index-j.shtml
いやぁ、ええ年こいたおばはんが、若い子に混じって座っているのは何やってるんだ感があって恥ずかしいんだけど、やっぱり知ることは楽しいな
まだ準備運動
授業がちょこちょこあるけど、まだ授業の紹介だったり、実験のガイダンスだったり。
そのため、まだ早く帰れてはいるが、本格的に始まりだしたら大変になるのだろうなぁ。。。
「宇宙地球科学基礎ラボ」という実験のガイダンスでは、アンケートが配られた。
その中の項目の一つに
「最近の宇宙・地学関係のニュースで一番興味を持ったこと」
というのがあった。
私が選んだのはこれ！
不思議だったんだよねぇ。。。
どうして片っぽだけなのか。
円偏光か。。。
化学の先生は、鉄の研究をやっている先生。
月の砂に含まれているFeOをどうやったら還元して、水が作れるようになるか研究しているそうだ。
もし、現在月で１リットルのエビアン（水）を買ったらいくらだと思う？
答えは
１億円だそうだ。
昔は設備を作るほうが買うより高かったそうだけど、いつのころからか逆転して、設備を作ったほうが安くなってきたらしい。
（１億をきったってことかな？）
なんにせよいろんな研究があるなぁ。。。
若い人に混じって授業を受けるのは気恥ずかしさがあるけど、とっても新鮮。
遊ぶことしか考えていなかった大学時代とは違って純粋に勉強が楽しい感じ。
昔もこれくらいまじめになれればよかったんだけどね。
七五三
まだ学校も始まったばかりで、休校が多い。
せっかく一生懸命行って、待ってても休校だとがっかりする。
これが学生の頃だと大喜びしてたんだけどなぁ。。。。
休校の他、授業ではなくガイダンスだったりもする。
教職科目をとるガイダンスがあった。
その中で、
「七・五・三って聞いたことがありますか？」
と聞かれた。
子供の神社でするお参りのことではなく、小・中・高で授業を理解している割合だそうだ。
小学校では、７割の生徒が理解しているものの、中学校では５割。高校では３割に減ってしまうそうだ。
理解していないのに先生も授業するのも大変だよね。
ガイダンスを聞きながら、私たちの頃よりもずいぶん取得しなければならない単位が増えたのを感じる。
教師とか、机の上の指導論じゃなくて、実際生徒との反応を見て内容を考えて、生徒に合わせた授業をすること。
理論的なことだけでなく、実際の先生が生徒に教える授業を聞いてみたいなぁ。。。