スーパー秋葉原

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恒星間旅行


アインシュタインの相対性理論は、星間宇宙旅行が不可能であることを示唆しているわけではない。

「あらゆるものは、光より早く動くことはできない」とは、アルバート・アインシュタインは相対性理論でそう説明している。

では星間宇宙旅行が不可能ということなのか?

実は逆である。相対性理論は星間旅行の実現を手助けしてくれるのだ。少なくとも人間の寿命の範囲においてはそうだ。

加速による重力に耐えられない体

その理由は加速だ。

人間はかなり脆弱な生き物で、極端な加速に耐えられない。加速によって、人体に長時間1G以上がかかると、さまざまな健康問題が生じる。それが10Gにもなれば、即座に失神し、死亡する。

どこかへ行くには、まず移動速度まで加速して、それから減速せねばならない。仮に我々が1.5Gしか長時間耐えられないのだとすれば、非相対論的ニュートン学派の世界においては大問題となる。

目的地に行くまで我々の寿命が保たないのだ。これを克服するにはさらに加速するしかない。したがってロボットなど、人体のようなデリケートな水袋よりも頑丈なものを送らねばならない。

相対性理論がその手助けをしてくれる

ところが相対性理論がその手助けをしてくれる。

光速に近づけば、宇宙船で流れる時間は遅くなり、ニュートン学派的宇宙のそれよりも(宇宙船の中では)ずっと早く目的地に到達できるようになる(宇宙船の乗員の視点からは、距離が縮まって感じられる。その効果は同じで、ずっと早く到着する)。

以下は、先ほどの人体が1.5Gまでの加速なら耐えらえるという仮定に基づいて作成した表だ。道筋の半分をその割合で加速し、残り半分をその割合で減速した場合に目的地に到着するまでの年月を示してある。

目的地が遠いほど大きな恩恵がもたらされる

目的地が50光年離れた場所になると、相対性が大きな恩恵をもたらすことが分かるだろう。さらに1000光年を超えると、我々が生きている間に目的地に到着できるのは相対性があってこそのことである。

この表にはないが、さらに遠い距離まで考察するなら、相対性の効果のおかげで、実に目で見ることのできる宇宙の隅々(約470億光年)まで生きているうちに(約28年)たどり着くことができる。

つまり相対性を利用すれば、我々はどこでも好きな場所に行けそうだということだ。

だが実現するには2つの問題が

だがしかし、そうは問屋が卸さない。2つ問題がある。

まず、相対性の効果は旅行者にしか得られない。地球時間ではずっと早く時間が経過している(大雑把に言うと、帰還までの地球時間の年数は、表内の光年数を2倍して、0.25を加える)。つまり彼らが地球に帰還すると数千年が経過していることになる。

したがって、たとえ調査隊を派遣したとしても、地球に残る者たちがその成果を知ることは決してない。が、宇宙旅行のついでに、時間旅行までしたいという人なら構わないのかもしれない。

2つ目の問題は、より直接的・実践的な問題だ。相対性の効果を得られるまで加速するには、文字通り天文学的なエネルギーを要する。仮にかに星雲へ向かうとすれば、宇宙船1キログラムあたり7×10^20ジュールの運動エネルギーが必要になる。

膨大なエネルギー量ではあるが、手にすることは可能だ。太陽の出力は3 × 10^26ワットである。したがって理論上は宇宙船を必要な速度まで加速させるには、太陽エネルギー数秒分で事足りる。

なお、ここではこうしたエネルギーを質量を増大させることなく宇宙船の加速力に転換できると仮定している(例えば、レーザーの利用など)。

もし宇宙船に化学燃料あるいは物質/反物質燃料を搭載し、それもまた加速させねばならないのだとすれば、”ロケット公式の暴君”に直面して、お手上げとなる。燃料を搭載するために、さらに何桁も多くの燃料が必要になるからだ。

だが、これらは楽しい技術的課題だろう。光速まで加速できさえすれば、星間旅行を試みる我々を相対性が助けてくれる。直感には反するが、本当のことだ。




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日記

殺人インフルエンザ


アメリカで「殺人インフルエンザ」が猛威 

日本上陸は時間の問題?

今年もインフルエンザの季節がやってきた。日本と同様アメリカでも毎年同じ季節にインフルエンザが流行するが、報道によると、今年アメリカで大流行するウイルスは例年とは違い感染力が強く症状も重い「H3N2型」。オーストラリアで昨年流行したものと同じタイプで、記事中の医師によるとアメリカではもはや「疫病(エピデミック)級」の猛威をふるっているという。

◆アメリカでは数千人規模の死者が出る可能性も

米疾病予防管理センター(CDC)の報告によると、アメリカでは今年のインフルエンザ大流行により、1月20日の時点では50州中ハワイ州を除く49州で感染が拡大しているという。しかしまだピークは迎えていないそうで、感染拡大は今後もしばらく続きそうだ。

CDCの統計によると、2017年10月1日から2018年1月20日までの間でインフルエンザが原因の入院患者数は、カリフォルニア、コロラド、コネチカット、ジョージア、メリーランド、ミネソタ、ニューメキシコ、ニューヨーク、オレゴン、テネシー各州の計10州70郡のみで11,965人を数えた。

1月20日付のカリフォルニア州食料農業局(CDPH)の統計によると、カリフォルニア州では65歳以下の死者が今季97人。同州ではインフルエンザの場合、死者数統計を65歳以下でしか出さないため、65歳以上の死者も足すとさらに多くなると思われる。

南部アラバマ州では1月10日、同州内の公衆保健衛生上の非常事態宣言を発令した。地元テレビ局WBRCの1月25日付の報道によると、同州ではこれまで今シーズン44人がインフルエンザ関連の原因により死亡している。

また中西部インディアナ州の地元紙サウス・ベンド・トリビューン(電子版)によると、同州では今季107人がインフルエンザで死亡した。3州だけでこれまで計248人が死亡しているということは、50州全体を合わせると死者数は最終的に数千人以上の規模になる恐れもありそうだ。

◆日本上陸は時間の問題? H3N2型はなぜ恐ろしいのか

1月22日付のタイム誌の記事によると、アメリカで今年大流行しているA型の「H3N2」はインフルエンザワクチンの効力が薄いため、例年にはみられない感染拡大につながった恐れがあるという。

2017年11月9日付 CNNの報道によると、アメリカの医学専門家は同年オーストラリアでH3N2型インフルエンザの大流行が発生したことから、今シーズンのアメリカにおける同型インフルエンザの流行が例年よりも拡大し、被害が大きくなることを予想していたという。

同記事によると、オーストラリア保健省は昨年のシーズン、同国でインフルエンザに関連した入院患者数は215,280人、死者数は504人を数えたとしている。死者数においてはもちろんすでにアメリカがオーストラリアの数を超えていることは疑いがない。

CDCによると、インフルエンザはおよそ1.8メートル以内の距離で感染力があり、インフルエンザウイルスを持った人がくしゃみをしたり、話したりしているときに唾液が飛び、別の人の鼻や口からウイルスが入り込んで感染することが多いという。

つまり1.8メートル以内にいる人が多ければ多いほど感染する確率が高いということで、人口密度の高い都市で満員電車に乗ったり、狭いオフィスで多くの同僚と働いたりする場合、それだけ感染率がアップすることになる。アメリカでこれだけ流行しているインフルエンザが日本に飛び火することは時間の問題であり、アメリカより人口密度が高いであろう日本で感染が拡大することは想像に難くない。




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日記

レジオネラ菌


加湿器レジオネラに注意 

大分では集団感染、死者も 厚労省「手入れこまめに」

高齢者や乳幼児に肺炎などを引き起こす「レジオネラ菌」。感染源として入浴施設が疑われるケースは多いが、家庭や職場など身近に使われている加湿器の危険性も指摘されている。大分県国東市の高齢者施設では加湿器が原因で昨年12月〜今年1月に、80〜90代の男性3人が感染、うち1人が死亡した。今冬、インフルエンザが猛威を振るい、加湿器の需要も伸びる中、厚生労働省などは「適切に手入れをしないと集団感染につながる」と注意を呼び掛けている。

「浴場は注意していた。1年前に買い替えた加湿器も、週に1回は水タンクをブラシで洗うなどちゃんと手入れしているつもりだった」。国東市の施設関係者は困惑する。

大分県によると、感染者の居室で使用されていた加湿器のタンクや吹き出し口から菌を検出。菌がタンク内で増殖し、空気中に広がったとみている。

レジオネラ菌は主に土の中に生息しており、日常生活で接する機会は多いが、免疫力の弱い高齢者などが感染すると、重症化することもある。菌は水回り環境で繁殖しやすいとされ、近年は入浴施設での発生が目立っている。

大分県も、施設側の感染報告を受けて調べたのは浴場。加湿器にたどり着いたのは、感染の発生から3週間以上がたったころで「まず浴場を疑った」と言う。

ただ、国立感染症研究所(東京)によると、加湿器による感染はこれまでも東京都や広島県、新潟市で確認され、症例こそ少ないが注意喚起されている。

加湿器はここ数年、インフルエンザの感染予防に効果があるなどとして需要が拡大。家電量販店などによると、今冬も好調な売れ行きという。

加湿器には、水を沸騰させて水蒸気を噴出させるスチーム式▽風を当てる気化式▽水を振動により気化させる超音波式-などがある。レジオネラ菌は20〜45度で増殖し、60度以上で死ぬため、スチーム式は感染リスクが低いとされる。

厚労省などによると、菌の感染予防には専用の薬剤やクエン酸の水溶液での洗浄が有効で、洗浄後は十分に乾燥させる。水道水に含まれる塩素は菌を死滅させるが、水をためたままにしておくと繁殖する恐れがあり、利用するごとに入れ替えるよう求めている。

国東市の施設はその後、加湿器を新たに買い替え、殺菌作用のある次亜塩素酸水を入れるようにした。大分県健康づくり支援課は「レジオネラ菌の侵入を防ぐのは難しいが適切に手入れすれば、リスクは低くできることを呼び掛け、集団感染を防ぎたい」としている。




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