よーん｜理学博士のゆるふわ科学解説

@animate_human すごい！面白くて分かりやすいですね(笑 ブラックホールの中はふしぎですよね〜。 「僕のポストのほぼパクリ」とかでは全然ないので、お気になさらずです！

@usephys スミマセン… 少しパクって以下を作りましたが著作権侵害でしょうか…🙇🏻️

実は、原子のほとんどは「何もない空間」でできている。 机も、椅子も、自分の手も、固くて重そうに見える。でも中身を覗くと、ほぼ空っぽだ。 原子の質量は、ほぼすべて中心の原子核に集まっている。その原子核の直径は、原子全体のたった10万分の1程度しかない。 もし原子核を1cmのビー玉だとすると、その原子は半径1キロメートルくらいの領域を占める。そこには電子の存在確率が雲のように広がっているだけで、ほとんどは「空間」だ。 ちなみに、全人類を原子核なみの密度までぎゅっと圧縮すると、角砂糖数個分ほどの大きさになってしまう。 それくらい、僕らの体はスカスカなのだ。 なのに、机に触れると「固い」と感じる。 これは、原子核の外側に広がる「電子」どうしが近づくと、電気の力でお互いに反発し、しかも同じ場所に無理やり詰め込めないため、強く押し返すから。 僕らが「固い」と感じているのは、この見えない押し返しの力なのだ。 原子核自体がぶつかって押しあっているわけではない。 世界は、ほとんどが「空間」でできている。 今この瞬間に握っているスマホも、その手のひらも。

@aozorashiroi 固い物体は結構固く感じるので、電子の反発力ってすごい！と思ってしまいます。

@usephys 『固さ』は反発力。

@shisuter 半径のつもりで書いてます。ちょと大きめのビー玉ですね^^; ただ、この数字はイメージを掴んでもらうためのおおまかな数字で、実際の原子の大きさは、原子の種類や、固体・気体などで数倍程度変わります。

@usephys ビー玉も半径？

アルファ線とベータ線はそういう理解でいいと思います^^ ガンマ線は電荷はないですが、電荷をもっているもの（原子核や電子）に吸収されたり、散乱されたりするので、やはり物質中で減衰していきます。 ニュートリノは電荷がないので、スカスカ原子からできてる物質になかなかぶつからなくて、鉱山の中のカミオカンデなんかにもどんどん飛んできます！

@usephys この「スカスカ」にどういう意味があるのだろうか？ と思って過ごしてきました…👴 カミオカンデ、ニュートリノがどうしてあそこに到達するのかの説明になるのかな? α線は紙、β線は金属で遮られるのは電荷があるから? γ線ならどこでも貫通しそうだけど、厚いコンクリートで遮られるんですよね…🤔

@1980Mayama33508 日常の感覚とはかけ離れすぎてて、想像するのも一苦労ですよね^^; 原子の世界の凄さを感じて頂けたら本望です！

@usephys おはようございます😊 理論的には言語として表す事ができていても、アタクシ凡人にはただ漠然としか浮かんできません(アホな頭！) しかし「もの凄い事！」というのはわかります😊角砂糖数個分？えっ！ なんと言うたらええのんかい！ アタクシ頭がパンクしそうなので退散します🙇

@kazu02niaes ですね！スカスカ隙間を無くしてるんですね。

@usephys だから原子核のみになった中性子星があんなに高密度なんですね～。

@PICO_NYAN70 実際の状況とは結構違ってますよね^^;

@usephys 教科書とかで見かける原子模型が誤解を与えていると思います

そもそもどうしてSOHOは沈黙したのかなど、note でも詳しく書いています！ note.com/takaesu7431/n/…

返事は来なかった。それでもメッセージを送り続けた。 宇宙で凍りつき音信不通になった衛星を、遠い地球から救い出した、静かに熱い話。 1998年6月、太陽観測衛星 SOHOが沈黙した。 地球から150万km先の宇宙空間。電力を失い、極低温に晒され、凍りついた。 管制チームは翌日も、翌週も、返事が来なくてもSOHOに信号を送り続けた。 聞こえているかどうかはわからない。でも、いつか電力が戻ったとき、すぐに気付けるようにしておきたかった。 並行して、チームは世界の電波望遠鏡に頼った。 プエルトリコのアレシボ天文台から、SOHOがいそうなところにむけて電波を発射し、カリフォルニアのゴールドストーンでその反射波を受信する作戦だ。 通信ではなく、電波を飛ばして跳ね返りを聞く、宇宙を舞台にした壮大なエコー探査。 その努力の末、通信途絶から1か月後、ようやくSOHOは見つかった。 制御を失ったSOHOは、ゆっくりと自転を続けていた。 その回転が、命綱となった。 回転により、SOHOの太陽電池パネルが周期的に太陽を向く。 その瞬間、わずかな電力が生まれる。少しずつ、バッテリーに溜まっていく。 チームが信号を送り続けること、さらに2週間。 ついに応答が返ってきた。 コンピュータは生きていた。記憶も、基本プログラムも、失われていなかった。 凍りついた沈黙の奥で、SOHOは確かに生き延びていた。 チームはわずかな電力を使い、1か月かけて機体を少しずつ温め、エンジンを解凍した。 そして通信途絶から4か月後、ついにSOHOは復活した。 2026年現在、打ち上げから30年以上が経過した今もSOHOは現役で稼働している。 観測してきた太陽コロナ質量放出（CME）の総数は3万5,000件を超え、 太陽近傍を通過する彗星を5,000個以上発見してきた。 その多くは、1998年の「復活」の後に積み重ねられた成果だ。 SOHOの物語が教えてくれることはシンプルだ。どんな状況でもチャンスは訪れる。 大切なのは、その瞬間を逃さないために、あきらめずに今できることをやり続けること。 6週間、応答のないSOHOに向かってメッセージを送り続けたエンジニアたちのひたむきな努力が、SOHOの復活を可能にした。 宇宙の冷たさは圧倒的だ。 しかし人間の執念も、負けてはいない。

@Harley9512 それはヤバい！！足どころか、地球ごと貫通して、地球粉々でしょうね^^; 恐すぎる。。 時間の流れも20~30%ほど遅くなるようですね。

@usephys スケール感がバグって「足の上に落としたら大変」などと認識を卑小化した想像をw 重力で時間の流れも遅いンでしょうね。

実は、宇宙には「スプーン一杯で10億トン」という超高密度の天体がある。 その天体は、中性子星。 砂糖をすくうあのスプーン。あの一杯分が、10億トン級。大型空母なら1万隻分ほど。 スケール感が完全にバグる。 中性子星は、太陽の約1〜2倍ほどの質量が、直径20キロメートル程度にまで押しつぶされた天体だ。 重い星が寿命を迎えて超新星爆発を起こすと、中心部が重力崩壊し、その圧倒的重力で密度が高くなっていき、ついには原子すらも潰されていく。 原子の中の電子が原子核に取り込まれ、原子核の陽子がどんどん中性子になっていく。 こうして残るのが、中性子を主成分とする超高密度のかたまりだ。 スプーン一杯で10億トン。 潰されきった先にこそ、潰れない何かが残る。きっと、そういうことなんだろう。

@ichken11 分かります！ ３人いるから長いんですよね^^; TOV限界と書くこと多いし。。

@usephys 白色矮星の上限質量であるチャンドラセカール限界は忘れないのに、中性子星の上限質量であるトルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ限界という言葉が覚えられません。こうして、書いてるけど1ヶ月もすれば忘れそう。天文学者じゃないから困りませんが。

@starplatinum965 たしかに、これだけの重力持っててもなれなかったんですよね。 ブラックホールがどんだけすごいんだって話ですね^^;

@usephys それでもブラックホールにはなれなかったんですよね。

@ichken11 ですね！ そこまでぎゅうぎゅうに圧縮できる重力ってすごいなあ、といつも思います。

@usephys 逆に考えると普通の物質はスカスカで極めて密度が低いのですね。中性子星は原子を体積で1兆分の1程度の原子核の大きさに縮めるからすごい密度になります。

この質問へのリンク (mond質問箱) は👇️ mond.how/ja/topics/nk0x…

こんにちは！ご質問ありがとうございます！！ 月の自転の話、たしかにややこしいところですね。。 僕も最初は「？？？」となった記憶があります^^; ポイントは、「地球から見て回っていないように見えること」と、「天文学的に自転していないこと」は違うというところです。 まず、「月が自転する」というのは、月が自分の中心を通る軸のまわりに回転している、という意味です。 ただ、この「回転している」が少しややこしいです。 なぜなら、どこを基準に見るかで見え方が変わるからです。 たとえば、地球から月を見ると、月はだいたい同じ面を地球に向け続けています。 なので、地球から見ると「月は回転していない」ように見えます。 これは、質問者さんがおっしゃっている通りです。 でも、宇宙空間（実際には遠くの星など）を基準に見ると、月の向きは少しずつ変わっています。 月が地球の周りを4分の1周すれば、宇宙空間に対する月の向きは90度変わります。 半周すれば180度。 1周すれば360度変わって、元の向きに戻ります。 これを、天文学では「月は自転している」と言っています。 ちょっと分かりにくいかもしれないので、部屋の中の例で考えてみます。 部屋の真ん中に地球儀を置いて、月役のあなたがその地球儀の周りをぐるっと1周するとします。 このとき、ずっと地球儀の方を向いたまま1周してみてください。 あなたはずっと地球儀の方に顔を向けています。 つまり、地球儀から見ると「あなたは回転していない」ように見えます。 でも、部屋（宇宙空間の例）を基準にするとどうでしょうか？ 最初は北側の壁を背にしていたのに、4分の1周すると別の壁を背にし、半周すると反対側の壁を背にしています。 そして1周して戻ってくるころには、あなたの体の向きは360度まわって、元の向きに戻ります。 つまり、部屋を基準にすると、地球儀の周りを1周する間に、あなた自身も1回転しているのです。 この例でいうと、地球儀の周りを1周するのが「月の公転」。 部屋を基準にした、あなた自身の1回転が「月の自転」です。 つまり、地球に同じ面を向けながら地球の周りを1周する月では、 公転周期 = 自転周期 となるのです。 なので一言でいうと、 月は地球から見ると回っていないように見える。 でも、宇宙空間（遠くの星）を基準に見ると、地球を1周する間に1回自転している。 これが「月の自転と公転の周期が同じ」という話です。

@1980Mayama33508 そうなんですね！ 僕は実際に隕石持ったことがないんですが、もしかしたら鉄が多めな隕石だったのかもですね！

@usephys なので、こんなおじさんのワタシでも宇宙は楽しい！そう思えるのです✨ そう言えば、小さな隕石もやたら重かったりしますよね？ちょっと違っちゃいました！でしょうか？

@6iOc4pJ9ceITTvo @NMYIGS5Gepag2bm 地球ごと直径20km の物体に落ちていき粉々に、、、恐ろしい。。

@NMYIGS5Gepag2bm @usephys 引力で考えると分かりやすいかも(ﾟωﾟ) 直径20キロメートルの中性子星を地球の隣に並べたら地球に落下ではなく中性子星の方に落下するくらい力が強いので(^ω^)

@1980Mayama33508 ほんと、わけがわからないですよね^^; 想像もつかない。。。　 宇宙ではありとあらゆることが起きてて常に驚かされますね！

@usephys あのスプーン一杯で？億トン？ 皆目見当がつきません！ ん～～？ん～～？　🤔🙄😆 っていう事が愉しいんですよね。

重さと質量の区別って、普段意識しないから「？？？」ってなりますよね。。 質量はキログラムで表します。質量はその物体自体の性質なので、地上にいようが、宇宙空間にいようが、変わりません。 一方、重さは力です。物理ではニュートンで表しますが、キログラム重という言い方もありますね。 その物体が重力に引っ張られて落ちようとする時に、それが落ちないようにするのに必要な「力」を表しています。 地上では、体重計が体を支える力を測っているので、それを「体重」として読んでいます。 宇宙空間では、物体を引っ張る重力が地上より弱いので、重さも地上より小さくなります。 じゃあ、宇宙空間では質量はあまり意味はないのかというと、そうでもないです。 宇宙空間を飛ぶ探査機などがジェットを噴射して加速しようとする時、質量が大きい方が加速しづらくなり、より多くの燃料を消費します。 これは地上の車と同じです。 重さは質量に比例します。質量が大きいほど、同じ重力のもとでは受ける力も大きくなります。

@usephys う〰️ん、やはりこんどゆっくり宇宙空間での密度、質量、重さについて、ご講義お願いいたします😅宇宙空間の重さって、地球上の重さとは違うんですよね…宇宙空間の、重さって力⁉️う〰️んわからん😅でも、ロマンだな〰️😀🐾🛸