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複合生命体の太陽系惑星6

前回の続きです。

以下、『あおぽ』vol.845(2012年12月14日)五井野正博士 特別寄稿記事より引用
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複合生命体の太陽系惑星⑥

・私などは文系だったので高校の時から物理学は苦手で本を見るのも嫌でしたが、かぐや姫の物語などでは月はロマンスの世界ですが・・・

「そうですね。江戸時代までは月はロマンスの時代でしたね。ところが、明治になると西洋の学問が入ってきて月は単なる物の世界になってしまいました。私は明治の教科書は持っていませんが、高校時代に読んでいた『地球と月』(写真1)という専門書があるのでこれを開いてみましょう。」

vol845-image1.jpg

・ずいぶん古そうな専門書ですね。いつの頃の本ですか?

「発行は昭和32年9月30日になっていますから、1957年発行ですね。この本の267ページに計算式(写真2)が書いてあって、その計算によると月の重力が小さいために気体は全て月から脱出してしまい、その結果269ページに強烈な太陽の輻射熱をさえぎる大気がなく、また水もすべてなくなってしまったと答えが書いてあるでしょう。」

vol845-image2.jpg

・あー本当だ。確かに書いてあります。でもこういう計算式を見るとすぐに読むのも嫌で拒否反応を起こしてしまいますけど、実際には月に水がありましたよね。
(ハイ)
計算式はわからないけど、計算の答えと現実は違うから計算式の方が間違っていると言っていいんでしょうか?

「いいんですよ。こんな計算式をガチャガチャやって苦労して計算式を理解できたと思っている人は、逆にもし答えが間違っていたとしたら可哀そうになりますね。さらに言うと“自分は重力の計算ができてみんなより頭がいいんだ”とうぬぼれたら後で取り返しがつかなくなってしまうでしょう

・そうですよね。それで大学の教授でもなってしまうと、ニュートンの計算式と現実が合っていなかった場合、今さらニュートンが間違えていましたとは言えませんよね。

「その通り、それが今だにニュートン力学が高校や大学で教えられている最大の理由といえるでしょう。
 でもね、『地球と月』が出版された頃はまだ月にロケットも人間も、つまりアポロ11号が月に着陸していなかった頃だから、ニュートンの重力理論から導き出された結論でしか理解できなかったのです。だからこの本だけが問題ではなく、他の本も皆同じ内容なのです。」

・では何でも博士、博士の話は今までニュートンを勉強してこられた方には面白くもないし、感情的な反論もあるでしょう。もっと具体的にニュートンの法則が大きく間違っていることを読者に教えてください。

「はい。それではいよいよ本題に入ります。この『地球と月』という本が出た5日後の1957年10月4日にソ連が世界で初めて人工衛星スプートニク1号を成功させました。それからソ連はライカ犬を乗せたり、ガガーリンを乗せた人工衛星にも成功するのです。

この時の「地球は青かった」というガガーリンの言葉は有名です。この時、宇宙は真っ黒で星も見えないということがわかったのですが、教科書と違うのであまりこの事実は人々に知らされてはいませんね。

・そうですか。やはり太陽から光と熱が伝わってくると言うのは間違いだったんですね。

「そうです。太陽は原子核反応で燃えていると言われていますから、すると太陽から出てくるのは放射線です。さて、話を進めると、人工衛星の開発に遅れたアメリカは今度は月に焦点を当ててパイオニア計画を立てました。しかしパイオニア0、1、2、3号と失敗続きで、結局は1959年9月4日にソ連がルナ2号を月面に命中させることに成功しています。さらに、1ヶ月後の10月にルナ3号が月の裏側の撮影に成功してしまうのです。

アメリカはロケットを地球と月の重力がつり合うニュートラルポイント(中立時点)まで送って、そこから月の重力によって月に自然落下させようとしたのですが失敗し続けてしまうのです。

結局、アメリカが月にロケットを命中させることに成功したのは、ソ連に遅れること約3年半の1962年4月23日、レインジャー4号において初めてでした。続く5号は同年の10月18日に打ち上げられましたが、月から450マイルも離れて命中できなかったからです。

それ以降、アメリカは1964年まで月に打ち上げる計画はパタッと止まってしまう。イヤ、アメリカだけでなく、ソ連もルナ3号以降、月へのロケットはピタッと止まってしまうのです。どうしてだと思いますか?」

・・・・・・どうしてでしょう。わかりません。

実はニュートンの万有引力が間違っていたからです。つまり、この『地球と月』にも書いてあるようにニュートンの万有引力の法則によって重力を計算すると月の重力は地球の重力の約6分の1になってしまいます。そこで、地球と月がお互いに引っ張って丁度つり合う地点をニュートラル・ポイント(平衡点)と言いますがちょっと難しいかな?」

・大丈夫です。地球の重力と月の重力が中立(ニュートラル)になる点(ポイント)ですね。

「そうです。日本の“平衡点”という言葉の方がかえって難しいですね。英語の言葉をそのまま訳して“中立点”と言ってくれた方がわかりやすいのにね。そしたらこの本(写真3)を見て下さい。

vol845-image3.jpg

この本はウィリアム・ブライアン著、韮澤潤一郎監修、正岡等訳の『アポロ計画の秘密』(たま出版)という本なので興味のある人はぜひ買って読んでみてください。

この本には1965年から1969年の間に著名な学者たちが計算した平衡点の様々な位置が書かれています。大体月から20,000~23,000マイルのところにありますね。それが図1です。

そこで、ニュートンの法則によると、地球からのロケットがこの平衡点に達するまでは地球の引力に引っ張られてロケットは減速し、この平衡点を過ぎると、今度は月の引力に引かれるのでロケットの速度が増すという考え方になります。この平衡点がどの位置であっても、ニュートンの法則~月の重力は地球の1/6という計算で行っています。そして、この本は次なる結論を出していますよ。

「月の表面から平衡点までの距離が25,000マイルよりもかなり大きいのであれば、月の表面重力は、地球の表面重力の1/6よりもはるかに大きいことになる。そうなると、ニュートンの重力の法則が惑星規模の物体に対して通用しない」

そこで私がこの答えに関してさらに言いますと、
「月の表面から平衡点までの距離が25,000マイルよりもかなり大きいのであれば、ニュートンの重力の法則で計算されたロケットは月に着陸できずに墜落する」

ということです。つまり、25,000マイルよりもかなり大きければ、重力が強すぎてロケットは計算以上に加速し過ぎるために、月に衝突して測定機械は粉々になって観測できなくなってしまうという訳です。そこで、月ロケットはどんなったと思いますか?」

・・・・・・月に墜落したのですか?

「そうです。理由がわかるまで月に墜落して着陸できませんでした。でも理由がやっと米ソでもわかって、着陸船が月に降りられました。それから、アポロ計画が進んで1969年にアポロ11号が人類を初めて月面に降ろしたのです。

そして、その年のタイム誌7月15日号でニュートラル・ポイント(平衡点)が月から69,592kmのところにあったと報道したのです。つまり、月の重力は地球の重力の64%ということになるのです。

しかも、アポロ計画の責任者であるフォン・ブラウン所長もその年の論文でこの事を発表していますから疑いの余地はないでしょう。つまり、ニュートンの万有引力が間違っていたのをNASAが認めたということです。」
  

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今回のお話はニュートンの法則が間違っていたというとてもわかりやすい事実でした。こういうことに高校時代に気付かれとは本当にすごいです。普通は教科書で教えられたとおり何の疑問も持たずに聞いてしまいますが...。

ソ連もアメリカもロケットを打ち上げるまでは、ニュートンの方程式で計算していたために、なぜかロケットを打ち上げる度に月面に墜落していたということです。

そこからニュートラル・ポイント(平衡点)の間違いに気づき、月面着陸を成功させたということなんですね。月の重力も教科書で言われている6分の1(17%)ではなく、64%あるということですから、水や大気があっても不思議ではありませんね。

(続く)

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