水素と酸素を反応させて爆発させることによって、燃料電池などに応用する技術が知られていますが、この反応と水素爆弾による反応はどう違うのでしょうか?

できるだけわかりやすくお教えいただければありがたく存じます。

よろしくお願いいたします。

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A 回答 (2件)

水素と酸素の化学反応は燃焼と言う現象で生成物としては水ができますね。

この時できた水の中には水素も酸素もそれぞれの原子が元のまま存在しています。一般にいう化学反応は原子そのものは変化してしまうことはなく、複数の原子が互いの原子の最も外側にある電子の部分だけで結合したり離れたする現象です。従って水素と水を反応させた結果得られる水の分子式はH2Oで水素2つと酸素が結びついたことが見て取れます。

ところが核融合では原子そのものが別の原子に変わってしまいます。水素同士の核融合反応では得られる物質はヘリウムです。水素がヘリウムという原子に変わってしまっているのです。これは普通の化学反応と異なり原子の外を回る電子だけでなく、原子の中心にある原子核の部分まで反応進んで原子核を構成する部品(陽子や中性子)まで結びついた状態になってしまいます。こうなるともはや水素は水素ではなくなってしまいます。ただしこのような現象は非常に高い温度や圧力のもとでしか起こらないので、身近に見る核融合反応といえば太陽ぐらいでしょう。核融合反応では元の原子より原子番号の大きな(重い)原子ができます。

原子炉などに使われているのは核融合の逆の反応で核分裂と言う反応です。ウランやプルトニウムなどの非常に重い元素の同位体と呼ばれる不安定な原子(放射線や中性子を出しながら崩壊していく)をある密度以上に集めると、崩壊の際に放出される中性子が回りの原子に飛び込み、更に当たった原子の中性子をたたき出すと言う連鎖反応が起こり鼠算的にその数が増えていきます。このまま放っておくと、急速に反応が進み原爆になってしまいます。それでは困るので、飛び出した中性子の内の必要以上の分を吸収して連鎖反応の進み方をコントロールしたのが原子炉です。

核分裂より核融合の方が取り出せるエネルギーははるかに大きく、核分裂と異なり放射能の危険も無いのですが、ただし温度があまりにも高く安定して行わせることができないので、核融合炉というのは今のところできていません。

ちなみに燃料電池では水素と酸素を反応させてはいますが爆発も炎を出すような燃焼もさせてはいません。先に述べた通り水素と酸素の反応は原子の外側にある電子のレベルでの問題なので、この反応が起こるとき電子が移動します。電子が移動すると言うことは電流が流れると言うことです。通常の化学反応ではこの電子の動きは勝手な方向に起こるため電流を取り出すことはできませんが、固体電解質という特殊物質上でこの反応を行わせることにより、方向をそろえることができるのです。方向がそろった電子の移動があればそれは一定方向に電流が流れる事を意味しますので電力が取り出せるのです。この他にも最新の技術を利用した発電設備にMHD(磁性流体)発電等と言うのもあります。興味があれば検索してみてはいかがでしょう。
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燃料電池は水素と酸素の化学反応


水素爆弾は原子核の大規模な核融合反応を利用したもの
です。

参考URL:http://mext-atm.jst.go.jp/atomica/15150103_1.html
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Q水素+酸素=水

水素2つと酸素1つを化合するとなぜ水になるのでしょうか?
その時エネルギーはどうなっているのでしょうか?
ぜひ教えていただきたいと思っています。
また解説がわかりやすいと思うページなどがありましたら
教えてください。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

これは要するに水素を燃やしているわけです。
エネルギーの収支を考えると、燃やしたことで熱エネルギーが放出されます。
まわりに熱エネルギーを放出したので、水は水素+酸素に比べてエネルギーの低い状態にある、すなわち安定な状態だと言えます。

ただし、水素と酸素をただ混ぜても燃えません。
そこいらへんの可燃物を燃やす場合も、最初にライターか何かで火をつけますよね?
同じことです。
燃焼反応を開始するために、最初にエネルギーを与える必要があります。
専門的な表現をすれば、活性化エネルギーの山を越えるためにエネルギーを与えてやる必要があるということです。

Q水素と酸素から水を作る

水は電気分解で水素と酸素になります。逆に水素と酸素から水を作るにはどうしたらよいのでしょうか。ちなみに水の電気分解の途中で電極を反対にして水素と酸素を混ぜてももちろん水は出来ません。どのような条件で水素と酸素を混ぜると水になるのでしょうか。ぜひ教えてください。 sajyra54

Aベストアンサー

No.1さんのおっしゃっている通り、燃やすのがいちばん簡単な方法です。化学式では、

2H2+O2=2H20

となります。厳密には、

2H2+O2=2H20+結合エネルギー

ということになっています。結合エネルギーは、熱・音・電気など色々な形をとりますが、反応するH2とO2の量が同じならば、必ず同じ量のエネルギーを出します。

逆に、水を分解しようと思ったら、おっしゃる通り、いくら放っておいても勝手に分解はされません。

2H2O+結合エネルギー=2H2+O2

ですので、この場合は、結合エネルギーが「電気」という形を通して与えられているのです。

では、水素と酸素を気体のままほおって置けば、勝手に結合して水になるのでは?とも考えられますが、そうはなりません。「活性化エネルギー」というきっかけが必要になっています。ただし、活性化エネルギーは「きっかけ」ですから、電気分解と違って、いったん与えてやればずっと反応が続きます。具体的には、水素と酸素の混合気体を大きな風船に詰めて、中で火花を起こしたり、ちょっとでも火を燃やしたりすれば、大爆発の形で「結合エネルギー」が放出された後、残りは水になります。

この水素と酸素の結合エネルギーは相当大きいので、うまく電力の形で取り出して利用できないか、というのが、水素自動車や燃料電池といった分野です。

No.1さんのおっしゃっている通り、燃やすのがいちばん簡単な方法です。化学式では、

2H2+O2=2H20

となります。厳密には、

2H2+O2=2H20+結合エネルギー

ということになっています。結合エネルギーは、熱・音・電気など色々な形をとりますが、反応するH2とO2の量が同じならば、必ず同じ量のエネルギーを出します。

逆に、水を分解しようと思ったら、おっしゃる通り、いくら放っておいても勝手に分解はされません。

2H2O+結合エネルギー=2H2+O2

ですので、この場合は、結合エネルギーが「電気」...続きを読む

Q気体酸素と水素の反応について

酸素と水素による水の生成について質問があります。

気体の酸素と水素を1:2で爆発反応させて水を作る実験が
扱われると思います。この際、残るのは液体の水だと思います。
気体から液体ができるので、急激に体積が減るのではないかと
考えたのですが、爆発の際に一瞬大きく体積が増えるようです。
(まぁ、「爆発」なので・・・^^;)

なぜ一瞬体積が増えてから、液体ができるのでしょうか?
反応の際に放出されるエネルギー(熱)があるかと思いますが、
これのせいでしょうか?熱(炎)は体積を持たないかと思っている
のですが・・・。
何かが熱で急激に膨張したのかとも考えましたが、
反応しきるだけの酸素と水素しか封入しないので、
周囲には膨張する空気などは無いかと思います。。

詳しい方おられましたら、よろしくお願いします。
(化学II程度までなら頑張って理解しますm)

Aベストアンサー

1) 通常、熱力学はequlibrium(平衡状態)での条件で、扱われています。一定圧力、とか、一定体積とか、一定温度 にして、色々な反応させて、その変化の熱量を学ぶのです。 そうでないと色々な実験ができないし、計測できないのです。 2) 例えば H2+0.5O2=H2O(gas) で水の生成熱は25Cで
-241.8 KJ/molで多くの発熱があります。無論この反応は、瞬時(ミクロ秒より短い)でしょう。この瞬時を正確に、学ぶのは非常にむつかしく、いまでさえ、その正しい論議はみあたらないかも。 3)通常の熱力学の式 H=U+PV の始め状態と終わりの状態を差し引いたのが、この生成熱になるわけです。 4)反応が平衡状態(例えば25C)に戻れば、はじめの1.5mol(H2+0.5O2)が1.0mol水蒸気H2Oを生成します。ですから一定体積では、圧力がさがりますし、一定圧力での実験では、体積が下がることになり、pV=nRT で、計測できます。 5)今まで多くの科学者が、色々な実験をし、発表していますが、ナノ秒とか、ミクロ秒の世界はまだまだ未知の事が多いです。想像でなく、実際の結果をだすのが難しいのです。 6) いまのあなたは、反応の始めと終わりを考えて、平衡状態にして、かんがえれば良いでしょう。 GOOD LUCK 

1) 通常、熱力学はequlibrium(平衡状態)での条件で、扱われています。一定圧力、とか、一定体積とか、一定温度 にして、色々な反応させて、その変化の熱量を学ぶのです。 そうでないと色々な実験ができないし、計測できないのです。 2) 例えば H2+0.5O2=H2O(gas) で水の生成熱は25Cで
-241.8 KJ/molで多くの発熱があります。無論この反応は、瞬時(ミクロ秒より短い)でしょう。この瞬時を正確に、学ぶのは非常にむつかしく、いまでさえ、その正しい論議はみあたらないかも。 3)通常の熱力学の式 H...続きを読む

Q酸素と水素で水を作るときの比率の単位(?)は?

恐ろしく基本を知らずに質問させて頂きます。
(子供 中学1年に唐突に聞かれて困っています。)

「同じ大きさのビニール袋で水素2袋と酸素1袋あればよいの?」

水は水素2:酸素1で構成されていることは、覚えているのですが、
さて、この比率は、体積? 質量? それともほかのもの?

回答とできれば参考になるようなHPを教えてください。

Aベストアンサー

 既に回答がありますが,若干不正確ですので補足いたします。

 「アヴォガドロの法則」って記憶に無いですか? たぶん中学で習うかと思いますが,『等温,等圧のもとでは,同体積のすべての気体は同数の分子を含む』という法則です。

 つまり,温度と圧力が同じであれば,同じ数の気体分子は同じ体積を占めるわけです。この事から,通常は,分子数(モル数)の比は体積の比に等しいと考えて構いません。

 水の分子式は H2O で,水素原子2個と酸素原子1個からできています。
   ⇒ 水素原子と酸素原子の「数の比」は2:1。

 水素分子と酸素分子から水ができる反応は 2H2 + O2 → 2H2O です。つまり,水素分子2分子と酸素分子1分子から水2分子ができます。
   ⇒ 水素分子と酸素分子の「数の比」は2:1。

 つまり,御質問の比は「数の比」です。通常,化学分野では「数」をアヴォガドロ数個の集まりを単位として数えます。これが「モル数」です。したがって,「数の比 = モル数の比」になります。また,最初に書いた事から,「数の比 = 同温同圧下での体積の比」です。

 結果として,「数の比 = モル数の比 = 同温同圧下での体積の比」となり,お子さんの『同じ大きさのビニール袋で水素2袋と酸素1袋あればよいの?』は正しいと言えます。

 既に回答がありますが,若干不正確ですので補足いたします。

 「アヴォガドロの法則」って記憶に無いですか? たぶん中学で習うかと思いますが,『等温,等圧のもとでは,同体積のすべての気体は同数の分子を含む』という法則です。

 つまり,温度と圧力が同じであれば,同じ数の気体分子は同じ体積を占めるわけです。この事から,通常は,分子数(モル数)の比は体積の比に等しいと考えて構いません。

 水の分子式は H2O で,水素原子2個と酸素原子1個からできています。
   ⇒ 水素原子と酸...続きを読む

Q水素ガスの爆発限界

空気中における水素ガスの爆発限界が、およそ4%~75%というのは、いろいろな書物などに載っているのですが、通常よりも酸素が少ない状態だと、この数値は変わるのでしょうか?  たとえば酸素が1%程度(残りは窒素)しか含まれない場合は、この数値はどのように変わるのでしょうか?  よろしくお願いします。

Aベストアンサー

三成分系になるので変わります。
ただ酸素1%程度で残り窒素をキープできるのであれば、爆発限界の枠外になりますので、爆発するとは思えません。
とはいえ、酸素の濃度を保証できないのならば勿論実験するのはお勧めできませんが....

Q1気圧は1013hPaと言いますが、、、

大気圧・1気圧は1013hPaと言い、これは地球上の海抜面の大気圧を平均した値ということだとHPで見たのですが、これは温度(気温)は何℃での話なのでしょうか??
仕事上で海抜補正について、検討しなければならず、困っています。
よろしく、お助け下さい。
また、下記のHPを参考に検討しようと考えています。
http://www.juen.ac.jp/scien/naka_base/met_cal/press_height.html
http://www.juen.ac.jp/scien/naka_base/chigaku/kishou03.html
これら以外に有用なHPがありましたら、あわせて教えて下さい。

Aベストアンサー

No.1の回答をご覧になってかえって混乱されておいでのようですが,内容的にも質問に対してまともに回答しているとは思えませんし,それ以前に日本語としても通じない文章ですので,あまり気にしないのがよろしいかと存じます。

お仕事で必要なのは,「気圧を実測して,海面更正の計算をする」ということですね?
それでしたら,1気圧=1013hPaの話はとりあえず忘れましょう。
>15℃だとすると、20℃では換算しなければいけないんでしょうか・・・。
海面更正であれば,最低限,現地気圧・現地気温・観測値の高度が必要です。

参考URLにかかげたページに,気象庁の公式観測で用いられている海面更正の式が出ています。
また,この式の導出方法は,たとえば二宮洸三著『気象が分かる数と式』(オーム社,2000年)の130~132ページに出ています。
さらに,この式において便宜上,気温分布を-0.5℃/100mとして,高度と現地気温から,気圧の補正値(海面気圧-現地気圧)を求めるための数表が『理科年表』にのっています(2002年版では340ページ)。二宮さんの本にも同じ表が出ています。

「1気圧」という単位は,今日では温度に関係なく,「1013.25hPa」に等しいと定義されています。
歴史的には,海面高度における気圧の平均値ということで始まった単位なのでしょうが,今日ではもはやその意味を離れているというべきでしょう。
1インチが2.54cmに等しく,1貫が3.75kgに等しいのと同様,1気圧は★常に★1013.25hPaに等しいのです。
むしろ,1mの定義になぞらえた方が,より適切かもしれません。
もともと1mは「北極から赤道までの距離の1000万分の1」として定められ,それに従ってメートル原器が作成されました。
ところが,そのメートル原器の印から印までの長さを1mとして地球の大きさを測りなおして見たら,北極から赤道までは10000mではなく,10002mあったのです。
しかし,すでにメートル原器に基づいた長さとして使われはじめていたので,ここで当初の定義に合わせてメートル原器の示す長さを0.02%長くしたら,混乱の下になりかねません。
そこで,最初の定義を捨てて,メートル原器の長さを1mとして定義しなおしたわけですね(1889年,第1回国際度量衡総会)。
その後さらに変遷を重ねて,現在では光の速度から定義されていることはご存じかと思います。

1気圧は,1954年の第10回国際度量衡総会の決議4で,
「あらゆる適用に対して次の定義,
1標準大気圧=1 013 250ダイン毎平方センチメートル,
すなわち,101 325ニュートン毎平方メートル,
を採用することを声明する」
と定められました。

したがって,
>これは地球上の海抜面の大気圧を平均した値ということだとHPで見た
とのことですが,それはおそらく「歴史的にはそのような意味づけで定められていた」ということでしょう。
もし,現在でもそれが定義であるかのような書き方がされていたとしたら,そのページを書いた人の誤りです。

なお,1013.25hPaという数値を求めるにあたってどのような計算が当時行われたかまでは,ちょっとわかりません。まあ世界中の海面気圧の値を用いたのは確かでしょうし,気温についても何らかの考慮があった1かもしれませんが,ちょっと資料がありません。
確かなのは,今日,圧力の大きさを「何気圧」と書き表す際に,実際の平均海面気圧を求めるためにそのつど世界中で観測を行ったりする必要はないよ,単にhPaの数字を1013.25で割り算するだけですむのだよ,ということです。

ちなみにNo.1の回答に「上空5000mの気温を測った人はいませんよ」とありますが,昔(気象観測の草創期に)気球に乗って命がけで上空の気温を観測した話を聞いたことがあります。あれは記憶違いだったのでしょうか。
(長くなってすみません。)

参考URL:http://www.narusawako.jp/kaimenkiatsu.htm

No.1の回答をご覧になってかえって混乱されておいでのようですが,内容的にも質問に対してまともに回答しているとは思えませんし,それ以前に日本語としても通じない文章ですので,あまり気にしないのがよろしいかと存じます。

お仕事で必要なのは,「気圧を実測して,海面更正の計算をする」ということですね?
それでしたら,1気圧=1013hPaの話はとりあえず忘れましょう。
>15℃だとすると、20℃では換算しなければいけないんでしょうか・・・。
海面更正であれば,最低限,現地気圧・現地気温・観測値...続きを読む

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q水素であることを確認するためには?

 こんにちは。中学の理科で、やったと思いますが、水上置換でうすい塩酸に亜鉛を加えたりすると、水素が出ますよね。
 当時、その気体が水素であることを確かめるのに、気体の入った試験管に線香を入れて、はげしく燃えることで確認しました。ところが、最近、インターネットなどを見ていて、水素は酸素と混ざると爆発する!!などと書かれてありました。危険だと思い無知のまま実験してみるのも怖いのでお聞きします。
 これは、火を近づけなくても音が出たりするのですか?それとも、水素と酸素が混じった状態で火をつけると爆発するのですか?
 いろいろ調べてみると、この実験中に、過って失明した生徒もいたようです。安全に水素であることを確かめるにはどんなことに気をつけたらよいのでしょうか?教えてください。

Aベストアンサー

こんにちは。
水素は爆発する濃度の範囲が非常に広く、大変爆発しやすい事でしられています。

酸素と水素が体積で1対2で混ざった気体は非常に強い爆発を起こし、「水素爆鳴気」として知られています。

ただ、火薬などでもそうですが、爆発の大きさ、ひどさは量によります。

どんなすごい爆薬でもほんのちょっとなら花火程度にしかならないのと同じで、水素もちょっとだけの量なら火をつけても「ポン」って音がする程度です。

しかし、調子にのって、瓶などにいっぱい集めて火をつけたりすると、大爆発を起こして瓶位なら吹きとばして粉々になってしまう場合があり、大抵はその破片で怪我をします。

特に破片が目に入った場合は失明などの重症をおう場合も多いです。

しかし容器に入ってない水素は大変軽いので、すぐに上にのぼります。
閉じ込められた部屋に大量の水素が洩れると危険ですが、屋外など、広い場所で水素を噴出させて火をつけても、バーナーのように火が吹き出すだけです。

また、試験管の中に水素だけが入ってる場合、酸素がないと燃えないですから、外の空気と接してる部分だけで燃えます。

ただ、この場合も水素が出口に動く事で、空気が試験管の中に流れ込み、爆発する場合があります。

こういう実験はくれぐれも大量のガスに火をつけない事が重要です。

なお、>火をつけなくても爆発・・・という事はありませんが、水素は静電気の火花などちょっとした火花でも火がつきやすい物質です。

大量に水素を使う、工場などでは、静電気の起きない手袋や衣服で作業するなどの注意を払っています。

こんにちは。
水素は爆発する濃度の範囲が非常に広く、大変爆発しやすい事でしられています。

酸素と水素が体積で1対2で混ざった気体は非常に強い爆発を起こし、「水素爆鳴気」として知られています。

ただ、火薬などでもそうですが、爆発の大きさ、ひどさは量によります。

どんなすごい爆薬でもほんのちょっとなら花火程度にしかならないのと同じで、水素もちょっとだけの量なら火をつけても「ポン」って音がする程度です。

しかし、調子にのって、瓶などにいっぱい集めて火をつけたりすると、大...続きを読む

Q「土人」という言葉はどうして差別用語なのですか?

水木しげるの本に書いてあったのですが、
「土人」という言葉は大地の人、自然の人間という印象をあたえ肯定的に聞こえるそうです。
なるほどなと思いました。
どうしてこの言葉が差別用語になったのでしょうか?
これに替わる言葉は、原住民いがいでありますか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「言葉から受けるイメージは人によって異なる」ということの典型的な例のように感じます。

【>「土人」という言葉は大地の人、自然の人間という印象をあたえ肯定的に聞こえるそうです。】というのは、水木しげるの「土」に対するイメージが「肯定的」だからでしょう。

しかし、一般的に言って「土」は「原始的=未進化」という短絡した解釈によって「否定的」なイメージが形作られてきたように思います。
その未進化で原始的な「土」に密着した生活をしている人々を「土人」と呼んだわけでしょうから、どんな理屈をつけようとも差別用語であることは明白でしょう。
「原住民」と呼ぶのも、「原→元→初め→進化していない」という判断から生まれた言葉と考えるのが妥当な解釈ですから、やはり差別意識が根底に潜んでいると言えるように思います。

#1さんが指摘されているように「先住民」という言葉は、「自分より先」というのが【羨望する】イメージはあっても差別の意識とは解釈し難く、よって違和感なく聞こえるのだと思います。

「土人」という言葉を本心から差別意識無しに使えるようになるには、「土」は【原始的】なのではなく【根源的】な存在であることを多数の人々が実感できるような世の中になってからでしょう。

「言葉から受けるイメージは人によって異なる」ということの典型的な例のように感じます。

【>「土人」という言葉は大地の人、自然の人間という印象をあたえ肯定的に聞こえるそうです。】というのは、水木しげるの「土」に対するイメージが「肯定的」だからでしょう。

しかし、一般的に言って「土」は「原始的=未進化」という短絡した解釈によって「否定的」なイメージが形作られてきたように思います。
その未進化で原始的な「土」に密着した生活をしている人々を「土人」と呼んだわけでしょうから、ど...続きを読む

Q四次元というのはどんな世界ですか?

そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?
三次元の世界とは縦横高さのある空間の世界だと思います。
これに時間の概念を足せば四次元になるのでしょうか?
我々の世界にも時間があるので、四次元といってもいいのでしょうか?
それとも四次元とは時間とは無関係の世界なのでしょうか?
あるいは時間と空間を自由に行き来できるのが四次元なのでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタインでした。
 彼は、リーマンという数学者が作った、
曲がった空間の幾何学(現在リーマン
幾何学と呼ばれています)を使い、4次元の
空間が歪むという状態と、重力や光の運動を
あわせて説明したんです。これが相対性理論。

>これに時間の概念を足せば四次元になるのでしょうか?

 物理学的にはそうです。

 相対性理論の話に関連付けて説明するとこんな感じです。
例えば、下敷きの板のような平面的なもの(数学的には
これを2次元空間と言ったりします)を曲げると
いう動作を考えてみて下さい。下敷きに絵が書いて
あったとして、曲げながらそれを真上から見て
いると、絵は歪んで見えます。平面的に見て
いても下敷きという2次元空間が歪んでいる
ことが感じ取れます。
 2次元的(縦と横しかない)な存在である下敷きが
歪むには、それ以外の方向(この場合だと高さ方向
ですが)が必要です。

 19世紀に、電気や磁気の研究をしていた学者たちが、
今は小学校でもやる砂鉄の実験(紙の上に砂鉄をばら撒いて
下から磁石をあてると、砂鉄が模様を描くというやつです)
を電磁石でやっていたときに、これは空間の歪みが
原因ではないかと直感したんです。
 電磁石の強さを変えると、砂鉄の模様が変化します。
これを砂鉄が動いたと考えず、砂鉄が存在して
いる空間の歪みが変化したのでは?と考えたんです。

 3次元の空間がもう1つ別な方向に曲がる。
その方向とは時間という方向だということを
証明したのが、相対性理論だったんです。


>あるいは時間と空間を自由に行き来できるのが四次元なのでしょうか?

 4つ目の方向である時間は、存在していても
その方向に、人間が自由には移動する方法は
現在ありません。時間方向を自由に動ける機械と
いうのは、タイムマシーンのことなんですが。

 日常生活を考えてみたとき、縦、横といった
方向は割りと自由に動けます。1時間ちょっと
歩けば4kmくらい楽に移動できますが、
道路の真中で、ここから高さ方向に
4km移動しろと言われたら、人力だけでは
まず無理でしょう。
 飛行機やロケットといった道具が必要と
なります。
 時間方向というのは、このように存在していても
現在のところ自由に移動できない方向なんです。

 例えば、人間がエレベーターの床のような
平面的な世界に生きているとしましょう。

 この場合、高さ方向を時間と考えて下さい。

 エレベーターは勝手に下降しているんです。
この状態が、人間の運動と関係なく、時間が
経過していく仕組みです。

 人間もほんの少し、ジャンプして高さ
方向の移動に変化をつけることができます。

 同様に時間もほんの少しなら変化をつける
ことができます。

 エレベーターの中で、ジャンプすると
ほんの少し下降を遅らせることができる
ように、時間もほんの少し遅らせることは
できるんです。




 

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタイン...続きを読む


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