2017-03

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SFネタになりそうなキーワード

チョコチョコと書いたSFネタになりそうな物理キーワードです。
まだまだありそうですが、あまりマニアックなキーワード書いてもネタにはなりそうに無いので、今思いつくのはこれくらい。
.トンネル効果

古典力学ではエネルギーが低い粒子はポテンシャル障壁が高すぎるとそれを越える事ができないと考えられていたが、トンネル効果と呼ばれる量子力学的効果によってエネルギーの低い粒子でもポテンシャル障壁を越える可能性(=確立)が存在する事が分かった。 突然壁に穴(=トンネル)でも空いて粒子がその穴を通って壁から飛び出てきたんじゃないかと思える事に由来しているのだろう。

・ブラックホール

一般相対性理論から導かれた数学的な時空解。一見時空に穴が開いたように見える箇所があり、一旦その穴に落ちると光すらでてこないということからブラックホールと呼ばれる。光はどんなものよりも速い速度を持つことから、光が脱出できないということはどんな物でも落ちたら脱出不可能。スタートレックなどでも良く使われるネタ。 ブラックホールが吸い込み口なら、それに対応した放出口としてホワイト・ホールがあると思われる。ホワイト・ホールは我々の宇宙とは異なる世界へ通じているのだろうか?

・マックスウェルの悪魔

物理の基本法則には時間反転対称性というものが存在する。 全ての現象にはその時間を逆回しにしたようなものが考えられるが、物理の基本法則に従えばこの逆プロセスも元のプロセスと同じように実現可能である。 そこで

「お茶を入れると湯のみから湯気が立ち上り、次第にその温度が下がってゆく」がその逆プロセス
「冷めたお茶に湯気がが入ってゆきお茶の温度が自然と上がってゆくプロセス」は何故起こらない?


という疑問がわく。 この疑問をパロディー風に捉えて、自然界には湯気(=水の分子)をコップに入れたり、コップから出す《マックスウェルの悪魔》なるものが存在しているはずだと誰が言い出したのだろうか・・・・。

・ディラックの海

物理学者ディラックが言い出した真空の構造。真空とは実は何も無い空間ではなく、負のエネルギーを持った電子が充満した海のようなものだというアイディア。 その後量子力学の発展に従いディラックのオリジナルなアイディアは修正されたが、真空が非常に豊かな構造を持つことが認識されたために、ディラックの海という比喩は広く使われるようになった。つまり真空といっても電子などの素粒子からみれべ揺らぐ海のように絶えず変化している。その揺らぎはあまりにも細かいために我々の視点から見ると変化がない凪の状態であり、揺らぎが見えない。
ディラックの海に関連した記事

・時間の遅れ

アインシュタインの作った特殊相対性理論では時間や空間というものも、絶対的ではない。ニュートンの作ったニュートン力学(又は古典力学)では、時間や空間は我々とは無関係に存在し、それは絶対的なものであった。それとは全く異なり、特殊相対性理論では時間の流れや空間の長さも我々が運動すると変化することになる。この時間の遅れや長さの変化は実験によって確認され特殊相対性理論の予言は実験的事実となった。 SFでは時間の遅れは非常にポピュラーで、浦島効果なども良く使われるネタである。

・カオス

我々の世界は、初期条件さえ与えれば物理法則に基づき全て正確に予言できると思われいてたが、カオス現象の出現によってその考え方は一歩後退した。 カオス現象では、初期条件(時刻t=0)が微妙に違うだけで、その後の時間発展が大きく左右され最終的な答えは全く予想不可能になる。

・ビックバン

現在、宇宙はビックバンによって一点から始まったというシナリオがメジャーである。
ビックバン以前は宇宙はどうなっていたのか? ビックバンがあったすれば、宇宙がその一点に収縮してなくなってしまう可能性もあるのではないか? という疑問は当然であり、そういった可能性もまじめに検討されている。

・ ドップラー効果

波である、音(空気の振動波)や色(=光=電磁場の振動波)に現れる効果で、波の発信元や波を受け取る観測者が運動していると音や色が違って聞こえるor見える。
具体的な例として救急車が近づいてくる時と、遠ざかってゆく時ではサイレンの音が異なる。
近づいてくる救急車の「ピーポー、ピーポー、ピーポー」 が遠ざかってゆく時には「ピーーポーオー、ピ~ポ~ォ~」などと伸びて聞こえるはず。 同じ事が色にも起こる。高速で運動すれば赤信号が青に見えたり、青信号が赤に見えたりするであろう。

・反物質

ディラック方程式以後、全ての物質にはその反物質が存在する事が明らかになった。物質と反物質をぶつけるとお互いに相殺して消滅する。残るのはエルギーのみで物質という形態はとらずに電磁波(=光)になって散ってゆく。 ドラマXファイルでもネタに使われた。

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