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 星と星の間を自由に移動できる世界は、今のところSFの中にしか存在しないが、光速のスピードなら可能であると推測されている。それどころか、近い将来登場する技術と資金をつぎ込めば実現できる可能性すらある。

 これは人類に課せられた大きなチャレンジだ。だが、米カリフォルニア州エル・セグンドにある軍需企業レイセオンのウルヴィ・ユルトサーバー氏とスティーブン・ウィルキンソン氏が指摘するのは、ここで見落とされている別の側面だ。

 相対論的速度で移動するあらゆる物体は、宇宙マイクロ波背景放射の光子と相互に作用するということである。相互作用は抵抗を生み出し、宇宙船の移動速度に一定の限界をもたらす。これにより、相対論的宇宙航行のユニークな痕跡をも残すはずであり、我々の銀河の近くを突き進む乗り物があれば、現代の技術でも見ることができるという。

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 宇宙マイクロ波背景放射はビッグバンの残響だ。宇宙創造の最初の瞬間に放出された光であり、宇宙が拡大するとともに広がっていった。そのため、その始まりは高エネルギーを有した短い波長の放射線であったが、今ではマイクロ波となっている。

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 これは宇宙のいたるところに満ちている。宇宙にはcm3当たり400個以上の宇宙マイクロ波光子が存在するため、宇宙空間を横切る宇宙船は毎秒数兆個の光子と衝突することになる。そうした衝突は微視的なレベルで、光子が高エネルギーで核に命中しているものと考えることができる。そして、このときのエネルギーが十分に大きければ、電子-陽電子対を作り出すということは粒子物理学者の間ではよく知られた事実だ。

 ユルトサーバー氏とウィルキンソン氏の両名は、光速に近いスピードで移動する宇宙船の静止座標系には、これらの光子が高エネルギーのガンマ線として現れると指摘する。このガンマ線が電子と陽電子の静止質量よりも大きいエネルギーを有していれば、光子との衝突は電子-陽電子対を作り出すことになる。

 さらに、このプロセスでは膨大なエネルギーが散逸するという。電子-陽電子対が生み出されるごとに、1.6×10(-13)ジュールが散逸する。「仮に有効横断面積が100m2であるとすれば、そのときの散逸効果は毎秒2百万ジュールに達することになります」と両氏は説明する。

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宇宙船の静止座標系では、この散逸は時間の遅れのためにさらに大きくなる。高速移動時に数秒延びると、エネルギー散逸が膨れ上がり、毎秒1014ジュールにも上る。

 宇宙船のエンジンが克服するにはかなりの抵抗であり、そのため一定の速度を保つことになる。両氏の見解では、これが宇宙船の速度を電子-陽電子対が生み出される閾値以下に抑えるべき理由だ。そうすることで、抵抗のレベルを毎秒数ジュールと無視できるレベルまで減らすことができる。この閾値は、宇宙船が光速の1-3.3×10-(17)の速度で出現するものだ。

 相対論的宇宙船の移動は、別の効果も引き起こすだろう。宇宙マイクロ波背景放射を散らして、独特の痕跡を残すのだ。「重粒子の宇宙船が相対論的速度で移動する際、宇宙マイクロ波背景放射を散乱させ、現代の技術でも地球上から検出可能な周波数シフトを起こします」とユルトサーバー氏とウィルキンソン氏。
 
 両氏はこの痕跡の特徴を計算する予定だ。彼らによれば、この散乱はスペクトルの赤外線領域にテラヘルツ単位の放射線を発生させ、このシグナルが背景に応じて移動するはずだという。シグナルの特徴は、温度が急激に低下する一方で、強度は急激に上昇するというもので、遠方のクエーサーに固定された参照系に関連する発生源の動きを伴う。

 要するに、相対論的宇宙船が星々の間をさっと横切ったとすれば、その痕跡が現世代の天文台で観測されるということだ。

 この非常に面白い結果は、相対論的宇宙移動の分析を新たなレベルへと引き上げてくれる。他の研究者は、相対論的宇宙船のエンジンが発生させる光学発光を利用して、これを観測する可能性について調査を進めてきた。しかし、ユルトサーバー氏とウィルキンソン氏の成果はその先を行くものだ。

 もちろん、ここには多くの仮定がなされており、そもそも相対論的宇宙移動が可能なのかといった問題もある。仮に高度に発達した文明がこのワープ的な移動を行っているのなら、光子との相互作用は些細な問題かもしれない。というのも、物体との衝突のほうが遥かに甚大な被害をもたらすだろうからだ。

 両氏はこの文脈に数字を当てはめてみた。その結果、光速に近いスピードで移動する宇宙船が10-(14)グラムの宇宙塵の1欠片にぶつかったときの衝撃は、10,000メガジュールに匹敵するエネルギーとなることが判った。

 星々の間は比較的綺麗な状態とはいえ、それでも宇宙船は前もって航路の清掃をしておく必要があるだろう。

via:.technologyreview・原文翻訳:hiroching

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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 09:10
  • ID:aFeAjLnI0 #

なるほどわからん

2

2. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 09:15
  • ID:vFJC7SjS0 #

人類と同じような技術発展をした場合だけだけどな
人間や人類が開発したものに検知できないものは沢山あるのだから、断定はできない

3

3. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 09:32
  • ID:m7N5EdP60 #

Aの力で引っ張られたBが、Aを追い越してAを引っ張ることで
再びAがBを引っ張ることで速くなる機関みたいな?

4

4. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 09:36
  • ID:upLr6yo00 #

宇宙塵1個にぶつかった時の衝撃→10,000メガジュール
宇宙人一人にぶつかった時の衝撃→プライスレス

5

5. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 09:51
  • ID:zcAb2RI70 #

地球のステルス技術で姿をある程度隠せちゃうのに
別銀河から来るようなレベルの連中を観測できるんですかね

6

6. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 10:17
  • ID:QERoTqPr0 #

そうそう、これは思うよね。
戦闘機みたいなマッハで飛ぶ飛行機も、鳥の群れに突撃したら8トンの衝撃を受けて穴が空くとか聞いたことあるし、宇宙船とかよく隕石にぶつからないよなぁって思ってた。ボイジャーすげぇ、って思ってるんだけど、あれは速度が遅いから当たってるけど壊れていないってことなのかなぁ?

7

7. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 10:19
  • ID:dA3ZWQRK0 #

有機体(この場合は人間)が超高速で
宇宙を移動出来たと仮定する
移動中に宇宙線(放射線物質に近いもの)が
有機体の細胞を破壊し尽くして
現場に到着した頃にはすでにお亡くなりになっている

8

8. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 10:43
  • ID:aPzhjE7y0 #

光速で移動したら通信は出来ないよな?

9

9. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 10:47
  • ID:AU.tqwqJ0 #

※8
つまり、全身タイツってことだな

10

10. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 11:05
  • ID:Vzkc0syP0 #

光速に近い速度で航行する物にとって、宇宙空間はゆるいゼリーみたいなものになるってイメージで合ってますか
無理くりゼリーをかき分けて進むからその跡が地球から見える…?

11

11. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 11:06
  • ID:Hy7t1hS.0 #

今現在地球人が知る物理法則で考える時点で無理があるよな

12

12. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 11:17
  • ID:WYcZfk5D0 #

志村ー!後ろ!後ろー!?w
な状態が今の地球の技術力

13

13. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 11:33
  • ID:pYWfVR5i0 #

スタートレックでときどき台詞に出てくる「ワープサイン」はこれだな

14

14. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 11:54
  • ID:AF9CuP9v0 #

その宇宙人が俺らと同程度の文明ならそうかもしれんが、広い宇宙でわざわざに地球に来るくらいの文明なら、高度過ぎて分からん可能性の方が高い。

15

15. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 12:06
  • ID:eUv4VJGS0 #

飛行機雲を観測して飛行機を見つける、の宇宙版ですか。

16

16. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 12:14
  • ID:okUryZMS0 #

言ってることは基本的に正しいと思うが、数字がなんだかおかしい(原文も)気がする。
光速の3.3*10^-17のスピードってとんでもなく遅いぞ?
元記事のライターが何か勘違いしているのでは…

17

17. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 12:23
  • ID:PTRX42Wb0 #

銀色の服を着てワレワレハウチュウ神(字間違え)だと
言えば通じるのかな

18

18. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 12:31
  • ID:WjYBlgLH0 #

そもそも人間は3次元までしか認識できないから3次元以上の物体だと認識できないんじゃないの

19

19. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 12:56
  • ID:.T7u1nkp0 #

何と無く分かったけど、その技術の盲点としては
「UFO(有人無人問わず)」が宇宙マイクロ波背景放射に直接干渉するかどうかが問題だね。
普通に今の技術では宇宙マイクロ波背景放射に触れずに宇宙空間を移動することはまず不可能でしょう。
UFOなんて高度な技術を有する種族がいるのなら、恐らく今まで「地球でしか起きない事」以外は少なくとも現地球人よりは把握してると思うよ。
恐らくUFOなんて作るレベルの高い種族なんだからとっくに開発されて「ステルスUFO」みたいな物も開発済みだと思うけどね....
あくまで個人の意見です。

20

20. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 13:07
  • ID:HoWb0VU20 #

※19
その数は1から引いてますね。
そういうことで、ほぼ光速みたいな数字。それなら、%単位で書いてくれれば良いのにねえ。

21

21. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 13:10
  • ID:gfS.gzJr0 #

事象の境界線を観測するって事だろ。
空気で言えば音速突破の衝撃波を観測する、みたいな。
ただし全く未知の原理で恒星間移動を実現しているとしたらこの限りではないと思うね。

22

22. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 13:20
  • ID:zHEz44qq0 #

よくSFで光速移動なんてあるけど・・・
記事のエネルギー量・・・・(^▽^;)
まずこの段階で無理じゃないか?

23

23. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 13:28
  • ID:uMLQjEpJ0 #

もうこの時点で亜光速移動は不可能だと言ってる様なものだな。

24

24. ぐわんげ

  • 2015年04月05日 14:06
  • ID:D33CNDNz0 #

光速程度のスピードで恒星間航行をしてくると考えるのはナンセンスでは
一瞬でワープしてくる方が現実的

25

25. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 14:06
  • ID:NZHxZZP.0 #

ちなみにボイジャーは秒速約17km

26

26. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 14:32
  • ID:CKxJyaeX0 #

とりあえず、物理学的法則そのものに干渉しうる技術なり方法論なりが存在しない限りは、恒星間移動は非現実的、と
物理学的法則ってのは、宇宙の構成要素を人間が自分達の文脈で解読したものだから、ソレに干渉するなんて宇宙そのものに手を加えるようなものだし、まず無理だろうけど

27

27. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 14:50
  • ID:Jcoeu4z.0 #

宇宙人やその宇宙船が光子と相互作用しないような物質でできてたら、結局検知できないのでは?

28

28. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 14:55
  • ID:68DRyw380 #

※7
宇宙の密度はデブリでいっぱいの地球軌道なんかよりずっと低いから
ボイジャー程度の大きさの物体にたまたま衝突するなんてことはほぼありえない

29

29. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 16:01
  • ID:cy1xMbV70 #

※19
確かになんか変ですね。「毎秒1014ジュール」ってほぼ 1kW ですね。「毎秒2百万ジュール」って、 2MW =2000kW ですから、マイクロ水力発電所の 100kW 程度と比較してもずいぶんと小さいことがわかります。原発だと 100 万 kW 以上ありますし、この記事関連は桁に何か勘違いがないでしょうか。

30

30. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 16:31
  • ID:O5ZPogAV0 #

※7
ボイジャー1号の速度は17.015km/s。1分で1020.9km進みます。時速にすると6万1254kmです。ここでボイジャー1号本体に、相対速度20km/sのネジ1本(5g)が衝突すると仮定してみましょう。このとき発生する熱エネルギーは1MJ(メガジュール)。TNT火薬(ダイナマイト)239gの爆発に相当します。ボイジャーの機能を停止させるには充分な量です。でもそうならないのは、宇宙がスカスカの真空だからですw

31

31. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 16:49
  • ID:26JEFjLK0 #

人間は遠い昔、火星からやってきた難民の子孫です

32

32. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 17:05
  • ID:urpRa..H0 #

米25
30年前に32GBのメモリーカードとか言われても
絶対無理だと思うだろ?

33

33. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 17:27
  • ID:gNXjqywr0 #

宇宙空間は「無」ではなく、浮遊物質だってたくさんあるでしょ?
そんな場所を光速で飛行したら、宇宙船と浮遊物質がぶつかって、宇宙船が
大破すると思うんだが。
宇宙戦艦ヤマトが行ったワープ航法みたいな方法でない限り、他の天体には、行けないだろうし、もしそんなトンデモテクノロジーが宇宙人にあれば、もちろん人間には観測できない。

34

34. ナパチャット

  • 2015年04月05日 17:43
  • ID:.9YUaizh0 #

つーか恒星間移動する場合、なんで移動するかだろ?
侵略?なら138億年も経っててなんで出来てないんだよ

35

35. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 17:43
  • ID:PkwvSukO0 #

宇宙空間で加速する為には後方に何かを噴射しないといけない。
仮に核融合で出る熱で水を沸騰させて噴射するとして、膨大な量の水をロケットに載せないといけない。
ロケットが重くなる→水を増やす→ロケットがさらに重くなる→もっと水を載せる→ロケットが重くなる
これが永遠に続くじゃないの? つまり光速近くまで加速するのは不可能?!
仮に問題を解決して光速近くまで加速できたとして、減速に同じ位、水が必要。
丁度いい密度のガスの中に突っ込んで、その抵抗で減速できればいいんだが、そんな都合のいい状態のガスがあるかだね。
スカイツリーの天辺から身投げした人が、絶妙なタイミングで数千羽のハトに次々とぶつかり、地上に無事着地できる確率より低いだろ。

36

36. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 17:50
  • ID:DUAhg.2Y0 #

光速で飛ぼうとするなら物質粒子や光子を跳ね返す磁場か何かのフィールドを機体の周りに張り巡らせているだろうな、当然。

37

37. ノンマルト

  • 2015年04月05日 18:17
  • ID:O5ZPogAV0 #

※37
人間は自分たちが侵略者なのにそれを忘れちゃったんだよ!

38

38. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 20:31
  • ID:VgzIX0Kn0 #

光子バリアが大事なわけね
さすがエンタープライズ

39

39. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 21:14
  • ID:B8tnVCPo0 #

文末に結論が書いてあるから、ちゃんと読みなよw

40

40. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 23:39
  • ID:HE.y9tW30 #

そもそもの環境が違いすぎて来ても降り立てない
暗黒物質など解明できてないモノで形成される宇宙船宇宙人なら
人間は一切関知できない

41

41. 匿名処理班

  • 2015年04月05日 23:48
  • ID:AzylrUn.0 #

そもそもこの次元を航行するとは限らない

42

42. 匿名処理班

  • 2015年04月06日 04:26
  • ID:Z1PPdTvv0 #

「移動」って概念を見直すかどうかしないと越えられない壁だな
壁というより似て非なる領域同士が接してるけど現状では境目がわからんみたいなワケワカメ

43

43. 匿名処理班

  • 2015年04月06日 11:36
  • ID:m9woB.0B0 #

※25
絶対に無理としか思えないからといって無理とは限らない。
人類の歴史でそんなこと腐るほどある。

44

44. 匿名処理班

  • 2015年04月07日 18:14
  • ID:dNIiA7rU0 #

肉体を持たない場合もあるでしょ

45

45. 匿名処理班

  • 2015年04月09日 18:43
  • ID:71G.00I.0 #

光速以上で飛んできた場合はどうするんですかねぇ

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