星塚研究所

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地球の物質は毎年5万トン失われている

1: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:35:46 id:ZME

地球は毎年5万トンずつ軽くなっています。

どんなダイエット?

地球は毎年約5万トンずつ軽くなっています。しかも1年間に宇宙空間の塵が約4万トンもふりそそいでくるのに、
その分を相殺してなお5万トン軽くなるのです。どうしてそんなに軽くなっていくのでしょう? そして、それは
我々人間にとって問題ないのでしょうか?
そんな疑問について、イギリス・BBCのラジオ番組「More or Less」で、The Naked Scientistsのポッドキャスト
知られるクリス・スミス博士が説明してくれました。彼とケンブリッジ大学の物理学者デーブ・アンセル氏が行った
計算では、毎年4万トンの塵が地球の一部になっているにもかかわらず、地球の質量は毎年5万トンずつ減少している
のです。ロケットの打ち上げすぎ? とも一瞬思いますが、そうではないようです。以下が彼らの計算の詳細です。

・地球の質量にプラスされる要素
・地球は宇宙から毎年4万トンの塵を受け止めています。太陽系が構成された際の残がいが地球の重力に引き寄せられて、
地球の一部となっていっているのです。実は地球という星は、そうした物質が集まって成り立っています。

NASAによると、地球は毎年温暖化によって160トンずつ質量を増やしています。「システムにエネルギーを加えているなら、
質量も増えているはずです。」熱力学ってやつですね!

・プラスマイナスゼロの要素
・地球上の人口が増えて、巨大なビルなど建造物を建てても、地球全体の重量は変わりません。人間も物も、
地球上にもともとある物質の形を変えて作られていくからです。

GIZMODO
・ロケットや衛星を打ち上げても、結局地球に落ちてくるので、質量への影響はありません。

・地球の質量からマイナスされる要素
・地球の核は、時間とともにエネルギーを失っています。それは燃料を消費し続ける巨大な原子炉のようなもので、
エネルギーを消費するということは質量も減っていくということです。そのように減っていく質量は毎年約16トン
になります。

・もっとずっと大きいのは、毎年約9万5000トンの水素と約1600トンのヘリウムが失われていくことです。水素やヘリウムは、
軽すぎて重力で引き留め続けられないのです。

2: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:36:14 id:veP
ワイもそのくらい痩せたいわ

4: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:36:42 id:UsI
地球を食い荒らす
人間滅ぼさなきゃあね

6: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:37:28 id:H3i
ほーん、んでこれワイらになんか関係あるん?

8: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:38:31 id:IcF
>>6
ないで

10: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:38:49 id:ZME
>>6
ほぼないで
けどヘリウムの現象は問題になるらしいで

7: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:38:08 id:ZME
負の質量

物質を絶対零度以下に冷やすと出来るとされる理論上の物質
物質は冷えると小さくなる為、負の質量=絶対零度以下になるには大きさがゼロを下回る必要がある。
この状態の物体は押すと逆方向に跳ね返るように運動するなど、通常と真逆の物理的性質を示す。

17: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:48:18 id:Cja
>>7
絶対温度=分子・原子の振動速度で、その速度がゼロになるのが絶対零度なのに
絶対零度以下とは何じゃらほい
速度ゼロより遅い状態ってどういう状態や

18: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:50:54 id:ZME
>>17
物質はそもそも絶対零度になれないやろ
絶対零度になれない、近づいても温度低下が減速するってことはそこに障壁があるってことや
障壁がある以上トンネル効果の起きる予知があり、低確率で負の質量になりうる
3Dモデルを縮小してったら裏返しになるみたいに、裏返しの物質が出来るんやろ

19: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:51:09 id:ZME
>>18
起きる余地な

25: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:52:54 id:Cja
>>18
いやだから温度ってのはイコール物質の運動なんやから
運動速度がゼロ以下になるってどういう状態やと言ってるんやが
到達できない=壁があるってわけちゃうぞ

27: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:53:58 id:ZME
>>25
速度単体で見ると単に後ろ向きになってるだけやんけってなるけど
エネルギーの受け渡しと加速方向の対応が逆になってしまうって考えたらわかるやろ

30: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:55:03 id:Cja
>>27
速度単体で後ろ向きになるってことは、絶対速度では変わってないって事やで
絶対速度であれ絶対速度であれ、「絶対値」ってのは必ずゼロ以上なんやで

34: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:55:55 id:ZME
>>30
エネルギーが負になるためには速度が負になる必要があるっていうけど
質量が負だったら速度が正でも負の運動やないか?

38: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:57:31 id:Cja
>>34
速度が負になってもエネルギーは負にならんで
運動エネルギーは速度の「2乗」に比例するんや
質量が負になったらそりゃエネルギーも負になるやろうけど、なんで質量が負になるんや

42: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:58:50 id:ZME
>>38
待て、速度は2乗かかるんやったら最初から速度の正負について議論する意味なかったやろ

11: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:39:20 id:ZME
ヘリウムの減少

12: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:40:07 id:PtQ
地球にとって5Tなんて塵みたいなもんやろ
人間が活動してるのってほんの地球の地表だけやん

15: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:40:51 id:ZME
>>12
地球の元素比率って地層によって違わないんか?
生物に必要な元素が地表にしかないとかだったら死にそう

13: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:40:36 id:H3i
しかもこれよく考えたら地球の寿命が縮まってるっていう当たり前の話やんけ!

16: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:41:43 id:PtQ
>>13
ほんま何億年単位の話だよな

20: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:51:23 id:WMU
そんなん人は年取るとハゲて体重減りますよ言ってるようなもんやろ

21: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:51:55 id:eB2
質量保存の法則があるから減ってないやろ

22: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:52:22 id:lC3
>>21
宇宙空間に放出されているんやで

23: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:52:31 id:ZME
>>21
軽い物質は遠心力で逃げるし、
相対性理論から熱が逃げると質量は減るぞ

24: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:52:52 id:WMU
>>21
地球外に行っちゃってるんやで

28: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:54:14 id:eB2
>>22
>>24
>>23
オゾン層あってもちきうからグッバイするもんなんやな
重力から解放される物質か
ふわふわしてくるな

29: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:54:49 id:ZME
>>28
宇宙には希薄なガスが満ちてて
地球の大気も投げ出されたり新たにキャッチされて増えたりしとるんやで

33: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:55:30 id:eB2
>>29
なんか宇宙から降り注いでちきうの体重増えてることを加味すればプラマイゼロとかにはならんのかな

31: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:55:24 id:DTa
─────ワイが地球の物質になる。

32: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:55:26 id:CMR
>地球は毎年温暖化によって160トンずつ質量を増やしています。
ふぁ?

35: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:56:12 id:ZME
>>32
相対性理論やぞ
あったかい物体のほうが重い

37: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:57:23 id:eB2
>>35
へー、30度で1kgの鉄も熱せば1.1kgになってキンキンに冷やせば0.9kgとかになんのかな

36: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:56:56 id:ZME
てか物質が持ってる質量の根源になるエネルギーって運動エネルギーだけか?
力場による位置エネルギーもあるんやないの?

40: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:58:31 id:Cja
>>36
あなゆるエネルギーは質量と等価やで
例えば充電池は、放電状態より充電状態の方がほんのちょっぴり重くなるで

44: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:00:33 id:ZME
ていうか、物質の質量が運動エネルギーだけで出来てるなら
物質の質量ゼロからスタートしてどんだけ運動させても質量ゼロやん
まずはヒッグズ場による見かけの質量から議論せなアカンのでは?

53: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:08:31 id:Cja
>>44
運動エネルギーは質量の一部であって全部ちゃうで
「質量が運動エネルギーだけで出来てる」なんて誰が言ってるんや

54: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:09:31 id:ZME
>>53
じゃあ残りのエネルギーの半分以上が負のエネルギーになって
負のエネルギーが負の質量を与え
負の質量が運動エネルギーを負にすることはあるわけやな
ただ冷やすんじゃなくて元から負にならないと無理ってことやな

56: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:10:15 id:Cja
>>54
だからどうやって質量が負になるんやと
物質を構成する原子の数がマイナスになるんか?

57: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:11:21 id:ZME
>>56
質量が負になるためには原子とかよりもっとミクロなレベルの変化が必要そうやない?

59: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:12:09 id:Cja
>>57
うんだから、何をどうしたらそういう状態になるのかって話やな
少なくとも絶対零度付近に冷やした程度では起こらんで?

60: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:12:50 id:eB2
>>59
理論上はそうだけど実際には無理的なやつとか?

61: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:13:28 id:Cja
>>60
理論上でも「絶対零度にしただけ」では起こらんで

62: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:15:49 id:ZME
>>61
そもそも絶対零度にはならんのやから
絶対零度になった時点で既におかしなことは起きてると思う

63: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:17:56 id:Cja
>>62
本当に絶対零度にならんのなら、「絶対零度になった時点」を考えても意味ないで
それは何をどうやっても絶対に実現しない事なんやから、そりゃ「何が起こるかわからない」けど
「どのみちどれだけ科学が発展しても絶対に起こせない」んやから

46: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:01:34 id:lC3
古典力学を信じろ

55: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:10:08 id:ZME
ていうか調べてみたら「負の温度を持つ物質はあらゆる物質より熱エネルギーが高い」
って出てきてわけわかめになった

58: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:12:05 id:ZME
そこに存在することで原子数がマイナスに数えられる負の原子が必要ってことやろ
負の原子を構成する素粒子のレベルで負の質量でないとアカンわな

64: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:18:18 id:aPL
なんでおまえらこんな詳しいの?

67: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:19:36 id:ZME
>>64
少年時代に科学の本読んでたやろ、ロケットとか昆虫図鑑とか
子供の頃から進歩しないまま大人になるとこうなるんやで

70: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:20:55 id:aPL
>>67
馬鹿にされがちやけどそういう奴らのお陰で文明は発展するんやね

65: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:18:45 id:TbH
太陽光で成長する植物さんサイドの質量はどんなもんなんや

66: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:19:13 id:Cja
>>65
そら質量モリモリ増えよ

69: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:19:48 id:ZME
>>66
なお計測できない模様

72: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:21:53 id:Cja
>>69
普通に計測できる程度ではあるで
植物の光合成ってのは、突き詰めたらCO2とH2Oから有機物を生成するって事やが
この反応での質量変化自体はギリ測定できるレベルやで

74: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:32:06 id:ZME
>>72
マ?
全体が100トンとして何グラムくらいや

75: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:37:14 id:Cja
>>74
その100トンを燃やして出るエネルギーのe=mc^2とイコールや
化学反応での質量変化は、モノによって違うけどだいたい元の質量の100億分の1くらいが目安かな?

76: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:47:30 id:ZME
>>75
計測できるかそれ・・・?

79: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:53:46 id:Cja
>>76
まぁギリやけどな
100トンをまるまる計測するのはそりゃ困難やが、実験室レベルで
少量の物質を化学反応させて質量が極微量に変化することを測定するのは行われてるで
詳しくは「質量欠損」でググれ

81: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)11:03:59 id:ZME
>>79
化学反応レベルでもやっとるんか
核崩壊でしか実験できないと思ってた

71: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:21:20 id:BuM
ワイが寿命をまっとうするまで保ってくれよ!?

73: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:27:15 id:eB2
>>71
ちきうがもたなかったらみんなお終いや
ダメだった時はまた別の惑星のおんJで逢おう

77: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:51:32 id:ZME
100トンの100億分の1の量は測定できるとして
その制度で100トンを用意することのほうが恐ろしく難しいと思う

78: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)10:51:40 id:ZME
精度で

39: 名無しさん@おーぷん 19/07/22(月)09:57:46 id:HtC
ワイちっぽけすぎてもうよくわからんわ


参考文献

https://hayabusa.open2ch.net/test/read.cgi/livejupiter/1563755746/