変奏現実

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2016年10月8日

結晶

結晶(crystal)とは原子や分子が空間的に繰り返しパターンを持って配列しているような物質である。
ここではキラキラ光るクリスタルガラスの様な偽物の結晶は除外する。
三次元空間での結晶化とは、ある物質の分子系低エネルギー状態に適応し相変異する時の一形態で、物質中の全方向に対して対称的だった構造がある特定方向だけに対称となることだが、空間的結晶+時間的にも=時空的な結晶ってあるんじゃ?というのが 時空間結晶らしい。
例えば、結晶中の一部または全ての原子が新円(輪)を描くなら、一定時間で元に戻るので時間的に連続しているから、時空間結晶になるんじゃなか?ということらしい。
ただ、統計力学的(巨視的な視点)には存在しそうにないと云われている。つまり、一部の原子が輪を描けば、その空いた隙間に熱的に運動する何かの別の原子がはまり込み、輪を描いて元の場所に戻ろうとしたら空き席が無くなっていて時間的に「繰り返しパターン」を描けないんじゃない?(実際にはブラウン運動になってしまうのかな?)ってことは普通にありそうだ。
しかし、極低温であれば各原子は熱的にあまり運動しないので時間軸上の繰り返しパターンに何かの別の原子がはまり込む前に常に元の場所に戻るならば成立する可能性はあるし超流動のように全分子が各々の位置に応じて一斉に調和の取れた同じ運動(例えば、何かの立体の形の頂点を一筆書きの様に動くなど)をすれば時空間結晶的でもある。また常温でも結晶内部の原子の移動が固有振動などで量子化されているならば、他の原子がはまり込みそうな隙間に入り込む方がエネルギー的に高い状態になり、熱運動等で偶然に隙間にハマり込んでも、元の位置に戻ろうとする原子が戻ってきた際には席を明け渡し自らエネルギー的に低い状態に遷移するかもしれない。※そんな現象は聞いたことがないけどね。
いづれにしても、この離散的対称性(ある特定方向だけに対称であること)を時間方向にも拡張した構造であり、これが永久的な動きに見えるものの、よりエネルギーの低い状態に相転移した結果であること、とくに全分子が同じ運動を少しづつフェースをずらして移動する場合には各分子の移動による外部へのエネルギー放出も相殺されて恐らく出てこない。※極短時間にはエネルギー放出と吸収が繰り返されるかもしれない。
だから、クリスタルがキラキラするから高いエネルギーが封入されていると思うのは「ファンタジーの中だけの話」である。
もっとも、亜光速度で分子がグルグルと移動する様な時空間結晶はよりエネルギーの低い状態を維持するために膨大なエネルギーをダダ漏れする存在になるのかもしれない。同様に亜高速で時空間結晶とスレ違うとトンデモないエネルギー輻射を浴びそうだ。
 
 
 



ソーラー何とか

ソーラー・システム: 太陽系
 ソーラー・レイ: ガンダムに出てきたスペース。
コロニーで作った巨大なレーザー兵器
  ソーラー・セル: 太陽電池
 ソーラー・パネル:  太陽電池を集積したパネル
 ソーラー・カー:  ソーラー・パネルを搭載したEVカー
 ソーラー・ロード: ソーラー・パネルを埋め込んだ道路、発電した電気は自治体の収入になる。
道路そのものを送電設備に見立て電柱を不要にしたり、
設置するソーラー・パネルに電光表示やセンサーや融雪素子を搭載し、
道路のスマート化を目指すものもある
 ソーラー・ガン:  メタルギア4に出てきた太陽銃。エネルギーが尽きても日光で充電可。
※過充電するとオーバーヒート。
 ソーラー・シェアリング:  農作物に日光があたる様に隙間をあけてソーラー・パネルを設置し営農と太陽光発電を共存。
(詳しくは特許公開2005-277038参照)

これらに続き、新たな用語が生み出されました。
ソーラー・エクスプレス
何でも、列車の様に定期的に運行というか、太陽系をずーっと飛び続け長期滞在可能な設備を搭載した宇宙船の様です。ずーっと宇宙にあるので、毎度毎度ロケットで打ち上げないので経済的ということなのでしょう。難点を云えば、定期巡回しつづけるなら太陽系の脱出速度は秒速17km程度なので航行速度が遅く長期滞在になること上下車のダイヤが数年から数十年単位になるので利用する目的も限定され乗車率が極端に低くなること、逆に航行速度が速いと乗下車の際に莫大なエネルギーが必要になること。
観た記事では列車の巡航速度が光速の1%だった場合の乗車時間が列挙されているので、太陽系を周回しつづけるつもりはないようです。今のところ光速の1%に到達した乗り物は存在しませんし、こんなに高速なら当然の事ながら大きな事故が起きた場合にI.R.(インターナショナル・レスキュー)が駆けつけることは不可能ですし、こんなに高速な列車が脱線して地球に衝突すると大惨事になることは間違いありません。
でも宇宙船をかなりの高速に加速するプランとしては1970年代に燃料ペレットを核融合爆発させる核融合ロケットで恒星間航行を目指したダイダロス計画がありましたが、1996年の包括核実験禁止条約「宇宙空間を含むあらゆる空間における核実験の実施や核爆発の禁止」にひっかかるのかな?※最大で光速の12%:最大加速までに必要な時間は約4年。
光速(30万㎞/s)の1%まで1G(9.8m/s)の等加速運動で到達するのがカラダに一番優しそう。
その到達するための所要時間(ニュートン力学的に)は
V(到達速度)=α(加速度)・T(経過時間)から
T(経過時間)=V/α=3,000,000(m)/9.8(m/s2)≒306122.4(s)≒3.5(日)
その時点での到達距離は
L(到達距離)=(α(加速度)・T(経過時間)2)/2=9.8(m/s2)*306122.4(s)2/2≒459,183,526,530.6(m)≒46000万㎞
と、丸3.5日かかり、その移動距離は約4.6億㎞。
これは地球と月の距離(384,400 km)の約1200倍、太陽から火星までの約2倍の距離、太陽から木星までの約半分の距離。
木星に行くには丁度よさそうですが、月や火星まで光速の1%で巡行するにはかなりの加速度に耐えられる人に限られそうです。
これくらいの数字だと思うけど、あるサイトで計算したら・・・
所要時間丸1日、到達距離3543万km
と・・・全く違った結果だった。
ちゃんと相対論的(宇宙船内の主観時間)に計算するとこうなるのかな? orz
でも、かなり大変な数字であることには違いないので大差なし(笑
パっと考えただけでも、突っ込みどころ満載なアイデアです。たぶんソーラーセルをエネルギー源とし太陽風を加速し方向を捻じ曲げ推進剤にするサーマルガンとレールガンのハイブリッドの様なパルス推進機関でも発明されないかぎり発車すら無理っぽいです。それでも惑星の衛星軌道付近では惑星の磁気圏で太陽風が妨げられるので、発車時の推進剤だけは自前で搭載しておかないといけないのですけどね。
でも、宇宙船をとんでもない速度まで安全にかつ安価で加速できる方法があれば、何年も休暇を取らなくても宇宙旅行ができるという思いは素晴らしいですね。
もっと加速して亜光速までいって、ウラシマ効果で「火星まで10分!速!」とかになるといいですね。でも遭難し1カ月ぶりに地球に戻ってみると・・・(; ・`д・´)
※べき乗(s)の表現は<SUP>2</SUP>と書くのですが嫌なので、プラグインTinyMCE Advancedをインストしました。
※外からは見えませがphpMyAdminも4.4.15.8にアップデートしました。




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