山の眺め

宇宙は本当にひとつなのか (ブルーバックス)を読み終えました。ここ10年くらいの観測技術の向上により、宇宙に対する認識が急速に変わってきていることが本書を通してうかがえ、現時点でわかっていることおよびわからないことが明確に整理されています。時折断片的に入ってくる宇宙物理の話題がこうやってまとまると、今後の宇宙に対する認識が今まさに変わろうとしているということがわかります。

2003年以降、宇宙全体のエネルギーの内訳がわかってきて、原子のエネルギーは実は5パーセントもなく、23パーセントが暗黒物質、73パーセントが暗黒エネルギーでしめられているのだそうです。我々が見ている原子が宇宙を構成するエネルギーの4.4パーセントしかないというのは驚きです。宇宙の大部分は、今まで観測されていない物質やエネルギーでしめられているということがわかってきて、そう考えないと今観測できる現象を説明できないということになっています。たとえば加速度を増して膨張していく宇宙や、宇宙の中に濃淡を作っている銀河団は、暗黒物質や暗黒エネルギーなしでは説明することができず、さらに銀河の構成自体も暗黒物質を仮定しないと成り立たないことがわかってきています。

では、暗黒物質や暗黒エネルギーは一体なんなのか、それらを見つけようとする実験はどのようなものがあるか、そうした未知なる物質やエネルギーを説明する理論は何かといった話から、タイトルにも通じる多元宇宙、すなわち宇宙がいくつもあるという考え方と、宇宙はもっと多い次元で成り立っているという考え方まで紹介されています。

この辺りの話になってくると、子供の頃から不思議に思っていた宇宙の外はどうなっているのだろうかとか、マンガで出てくるワープとはどんなものだろうかという知的好奇心を刺激され、童心に帰って読み進むことができました。

ちょうどこの本を読み終えたら、タイミングよく以下のようなニュースが飛び込んできました。

ニュートリノは光より速い？
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20110923/t10015808011000.html

興味深い観測結果ではありますが、本当だとすれば物理法則の根底を覆すような事態で、それこそ世紀の大発見となります。ただ、個人的な感想としては、測定機器の誤差や、GPS の精度の問題に帰着していくのではという気がします。

実際に、CERN のサイト

OPERA experiment invites scrutiny of unexpected results
http://public.web.cern.ch/public/

に行くと、次のような記述があります。

Given the potential far-reaching consequences of such a result, independent measurements are needed before the effect can either be refuted or firmly established. This is why the OPERA collaboration has decided to open the result to broader scrutiny.

OPERA チームの人たちとしては、事実としてこういう観測結果が得られたものの、いかなる解釈を与えることもなく冷静に事態を見守り、誰かに追試を行ってもらい今後の行く末を見守りたいということなのでしょう。

TIME にて、隕石から生命発生の痕跡が見つかったと報じられています。

DNA in Space? Biological Building Blocks Found in Meteorites
http://www.time.com/time/health/article/0,8599,2087758,00.html#ixzz1UjH6LnYx

隕石から生命発生の痕跡を見つけようとする試みは実は100年以上も前から続いているものですが、今までその痕跡が見つかったというケースは、実は地球由来のものだったということでした。

ところが今回どうもこれは宇宙からのものらしいということになっているそうです。というのも、南極に堕ちてきた隕石を液体クロマトグラフ法や質量分析法を用いて調べてみたところ、どうも地球由来のものでないアデニンとグアニンの化合物が見つかり、もし地球で汚染されていれば、それらのアデニンとグアニンはほかの塩基と結びついて存在するはずで、どうもこれは宇宙から来たと結論付けざるを得ないようです。

また、通常の地球由来の DNA であれば、有機分子とともに非生物学的な類型も見つかるものですが、これらの隕石に関しては、そういった非生物学的な類型が見つからなかったようです。

そもそも宇宙には生物を構成する要素で満ちあふれていて、シアン化水素や水やアンモニアはたいていどこでも見つかるものです。したがってこれらが条件さえ整えば、DNA や RNA を構成する核酸塩基を生成する可能性は高く、実際に実験室ではこれらを混ぜ合わせて簡単につくり出せます。

もし簡単に核酸塩基が宇宙でつくられていれば、それこそそこら中にアデニンやらグアニンやらチミンやらシトシンといった塩基の化合物は地球圏外で見つかるはずで、たとえば火星や小惑星や惑星の衛星と言った太陽系内の近郊を調査していくとそうした化合物は見つかる可能性は大いにあります。ここ十年くらいで、飛躍的に太陽圏外の惑星が見つかっていることと、そうした発見が重なれば、地球圏外の生命体を観測する可能性が高まるのではと思います。

自分とほぼ一年誕生日が違う山崎直子さんの乗るスペースシャトル、ディスカバリーが打ち上げ成功して、まずは嬉しいです。自分も小さい頃宇宙戦艦ヤマトやガンダムを見て興奮し、カール・セーガン博士のコスモスを見たり、ボイジャーが送ってくる画像を見て、宇宙に行くことも憧れました。実際に小学校の卒業アルバムの「将来の夢」欄には「スペースシャトルの乗組員になりたい」とかいうように書いた覚えがあります。しかし、結局宇宙に行くことよりも宇宙を司る仕組みや構造のようなものが知りたくて、物理を学び、素粒子実験へと進んでいきました。そんなわけで、純粋に子供の頃からの夢をおい続けた山崎さんには本当にすごいなあと畏敬の目で見てしまうとともに、心からミッションの成功を祈るばかりです。

NASA へのあこがれも小学生の頃は結構強かったですが、大人になるにつれてだんだんと薄れていきました。

ですが、就職してから NASA の人と関わることができたのはラッキーだったと思います。近くにあった NASA Ames Research Center が製品を買ってくれたお陰で、NASA の人といろいろと話すことができました。

興味深かったのは、彼らの目からすると、今の最新の技術と蓄積されたノウハウを用いれば、現在のシャトルよりももっと安全で確実なミッションが可能なのだが、人々が臆病で保守的になってしまったので、1950年から60年代の主流な設計が元になったシャトルに頼らざるを得ないのは残念だということでした。実際、コックピットの真後ろに配管がごてごてと詰まっているのは当時としては流行の技術だったが、今じゃ考えられないことだということも、エンジニアの人が話してくれました。

火星探索の話題についても面白かったです。2000年代の中頃に火星探査機が各国から相次いで打ち上げられ、様々な成果をもたらしていましたが、単に地球圏外に出ることよりも、さらには月にいくことよりも、火星に行くと言うのは遥かに難しくて、成功率は実は10%から20%しかないと言うようなことをもう一人いた NASA の人が言っていました。それだけ移動距離が長くなる上、通信にタイムラグが発生するので、困難さが増してくると言うことです。たとえばトラブルが発生したら、地球の基地局と更新せずに、自力で解決できるような仕組みが必要となってくるので、それだけ大変なミッションとなるわけです。

なんだかこの30年で、宇宙開発と言うのはそれほど進んでおらず、むしろ地上におけるコンピューターやインターネット関連の技術の方が遥かに進んでいるなあと言う気がします。30年前だったら、今日のように、帰りの電車の中で iPhone を片手に Ustream で、シャトルの打ち上げの様子を見るなんて言うことは全く考えられず、ドラえもんの世界の話でしかありませんでした。一方、スペースシャトルコロンビア号が飛び始めたときは、将来はきっとすごいガンダムに出てくるような宇宙ステーションやコロニーかなにかができるのではと期待を寄せていましたが、実際に今実現しているのはそれに比べると遥かに規模の小さい ISS になっています。 (それはそれですごいことではあると、大人になった今では思うのですが)

象徴的なのが、シリコンバレーで、かつては NASA の敷地だったところが次から次へとコンピューター関連の会社にとってかわり、今ではそこが Google キャンパスになっていることです。気づいたら自分もコンピューター上でのソフト関連の仕事に就くようになっていました。

それだけに、山崎さんがご自身の夢を追い続けて、実現されていると言うことは本当に感慨深く、自分のことのように喜ばしく思えてしまいます。

今朝のニューヨーク・タイムズで、スペースシャトル、コロンビア号の事故調査を記した４００ページにも及ぶ報告書についての記事が出ていた。

Report on Columbia Details How Astronauts Died
http://www.nytimes.com/2008/12/31/science/space/31NASA.html?_r=1&scp=2&sq=columbia&st=cse

報告では、スペースシャトルの打ち上げ時に外部燃料タンクから落下した耐熱フォームによって、左側の翼に損傷を受け、結局その傷が仇となり、大気圏突入時に機体の制御が不能となり、ありとあらゆる警告サインが点滅し、シャトルの乗組員たちは訓練で受けた通りの作業をこなそうとし、最後には激しい気体の揺れと気圧の低下により、意識がなくなった後、シャトルが爆発して粉々になったという一部始終を詳細にわたって述べているという。

報告書を書いた人たちも、亡くなった乗組員たちの同僚だった訳で、記事の最後の方にもあるように、調査の観点からと、心理的な観点からの両方において、困難な作業だったということは、想像に難くない。だが、この最後の瞬間にどういうことが起こったか、どういう術をとるべきであったか、ということを学び、今後の航空・宇宙開発に役立てることができれば、犠牲となった方達への最大の供養になるだろう。

結局のところ、スペースシャトルの構造自体があぶなっかしいもので、ロケットを飛ばして、人が乗るカプセルをそのロケットの先端にのせるという、昔のアポロ時代のやり方は、耐熱フォームが仮に燃料タンクから落下するようなことがあっても、全く問題ない訳で、安全面からいうとむしろ好ましい。スペースシャトルの置き換えとなる Constellation 計画におけるロケットでもこのアポロ時代と同じやり方を踏襲するというのは、進歩しているのか後退しているのかよくわからなくなってしまう。だが、飛行機のような離陸をして、地球の引力圏を抜け出せるような強力なエンジンは残念ながら今のところは不可能なので、結局このロケット型のやり方にしばらくは頼らざるを得ないのだろう。

報告書の発表を、冬休み期間中にして、乗組員たちの子供たちが学校で話題に取り上げられないように配慮したという心遣いもすばらしいと思った。

今日のニューヨーク・タイムズで、NASA が予算不足のため、次の火星への探査を遅らすか、キャンセルするかを考えているという記事があった。

New Cost Overrun Bedevils Planned Mission to Mars
http://www.nytimes.com/2008/10/10/science/space/10rover.html?scp=3&sq=NASA&st=cse

相変わらず NASA が使える予算が限られているためか、どのオプションをとっても先行きは明るくない。現行プロジェクトで Mars Science Laboratory という SUV 位の大きさを持つ探査ロボットを火星に送ると、$100 M すなわち約100億円がよけいにかかるという。もしこのお金が今払えないとなると、延期することもできるが、そうするとゆくゆくは約300億円がさらにかかるという。一方、キャンセルするということも考えられるが、そうすると今までつぎ込んできた1700億円というお金が台無しになってしまうという。

前回のエントリーで、なるべく人を送らずに宇宙開発をする方向性にあるといった人のことを書いたが、彼曰く、火星探査の成功する確率はだいたい20%だそうだ。となると、もしこの発言が本当だとすれば、そもそもプロジェクトの立案の仕方からして問題があったのではないかという気がしてくる。

実際にこの記事でも書いてあるが、今までの小型ロボットに比べて、このロボットは車一台並みの大きさになっており、それを火星に着陸させるだけで一苦労のようだ。パラシュートで降下した後、逆噴射して、ホバークラフトみたいな装置でロボット全体を宙に浮かせ、ロボットから足を伸ばせて着地させ、その着地の間にホバークラフトみたいな装置はどこかに飛んでいくという仕掛けなのだそうだ。こんな手のこんだ着陸方法をとらなくても、もっといいやり方はないのだろうか。

なんだか新しいことをいろいろとやろうとして、ドツボにはまる典型的なプロジェクトの展開になっているような気がするのは、自分が素人の門外漢だからだろうか。

基本的にはやはり宇宙開発は継続してほしいので、予算の無駄遣いをしないで、いいやり方を見いだしてほしいものである。

昨日のエントリーを書いた直後にニューヨーク・タイムズの科学欄をみたら、まさにそれに関する記事が出ていた。

For Alien Life-Seekers, New Reason to Hope
http://www.nytimes.com/2008/06/24/science/24angi.html?scp=4&sq=planet&st=nyt

ここ最近の惑星の発見は恒星からの光が微妙に揺らめくのをその周囲の惑星の重力によるものとして計算して算出しているのだが、この記事によると、2月に打ち上げられるケプラーという探索器により、今後は恒星からの光を惑星が横切って一瞬遮るような事象を見つけることができるようになるという。この方法によって、今までは重力の大きい惑星や恒星の近傍にある惑星しかとらえることができなかったのが、さらに小さくて恒星から程よい距離にある惑星をとらえることができるようになるという。

日本でこの計画に関する記事はないかと思ってググってみたら、こんなブログのエントリーがあったので紹介させていただくことにする。NASA のプロジェクトのサイトへのリンクも張られているし、実際に我々もこのプロジェクトに参加できるということもここでわかる。

ところで NASA といい、SETI といい、ともに Mountain View 市内に事務所を構えている。ぜひ自分が住むことになったらいきたいと思っていたが、そう思っているうちに５年が経とうとしている。ということで、ここに書いておいてぜひ近い将来にいくようにしよう。

時事のサイトをなにげに見ていたら、こんな記事を発見した。

「スーパー地球」３個発見＝４２光年先の恒星に−チリの天文台で観測・欧州チーム

http://www.jiji.com/jc/c?g=int_30&k=2008062200095

これは非常に面白い報告である。というのも、太陽系のような恒星と惑星からなる集団のうち、太陽と地球のような関係を持つ星が多く見つかれば見つかるほど、地球のように生命を持つ惑星が期待できる確率が高まるからである。

1960年代に Frank Drake という人が Drake Equation (ドレーク方程式) というものを考案し、銀河系において地球人と交信が可能な文明を持つ生命体の存在する可能性を出そうとしている。この式では、「1つの恒星系で生命の存在が可能となる範囲にある惑星の平均数」というのを彼は当初 2 としているが、今回のような発見が重なれば、より正確なもっともらしい値が割り出せるようになる。

惑星の観測が可能になったのは実は90年代以降からで、まだまだ新しい発見がたくさん出てくると予想される。この記事にあるような発見によって、「地球と同じような惑星を持つ恒星がある確率」が増えることによって、宇宙人と交信できる可能性も少しは高まることになる。