誰でもわかる科学
この世界は何から出来ているのか？
物質の最小の状態はどんなものか？
原子から物質が出来ていることは中学の理科で習ってるはずだ！
じゃあその原子は何からできているのだろう？
原子はさらに小さな電子などの「素粒子」から出来てます。
この素粒子の正体は何と！ひもだと考えるのが最新の物理学者の理論なのです。
どっひゃー何をいってるんだー！ 何か適当な事を言ってるんじゃないの！
と思ったそこの君！待ってくれ！誰でもわかるように私が解説するからちょっと
聞いてみて！
本当に世の中のものはひもでできてるって理論が今一番ナウい（死語）んだから！
さあこの万物の理論と言われる超ひも理論を誰でもわかるように解説します。
超ひも理論とはこの宇宙にあるあらゆる物質がひもの集まりだと考えた理論です。
研究者の間では「超弦理論」という呼び方が一般的です。
なぜ研究者が「超弦理論」とよぶのか？
それは物質の最小の状態のひもは弦楽器の弦のように激しく振動しているためだ！
つまり！弦の方がイメージに近い。
ひもって言うとなんか女性に貢がせてる悪い男ってイメージが湧きますが超ひも理論は悪い男の事ではなく最も現在！真実に近い万物の理論です。
ではひも理論について具体的に説明すると？
人間の体は小さな細胞が集まって作られてます。
その小さな細胞はさらにもっと小さい原子からできてます。
その小さい小さい原子はもっと小さい電子などの素粒子から出来ている事がわかってます。
じゃあ素粒子とは？もう分割する事ができない自然界の最小部品です。
このバカみたいに小さい素粒子の正体を弦のようなひもと考えたのが超ひも理論なんです。
だけど素粒子はあまりにも小さすぎてどんな高性能の顕微鏡でも見えません。
つまり目視では確認できないからあくまで仮説ということになります。
でもこの嘘みたいな理論をふざけてる位に頭の良い物理学者の導き出した答えなのです。
万物がひもで出来ているって！なんか子供が考えそうな事ですけどね・・・
だってあの光だってひもで出来ていると考えた訳なんだから！
万物はひもでできていると考えてる超ひも理論はなぜ！この世の物の最小の状態をひもだと考えるのでしょうか？
物理学ではこの世でおきるありとあらゆる現象は４つの力で起きるとされてます。
１つは電磁気力、２つめは弱い力、３つ目は強い力、そして４つめは重力です。
通常の物理学では物質の最小単位である素粒子は大きさの持たない点つまり０次元と考えれてます。
重力以外の力は素粒子を０次元で理論が通るのですが、やっかいな事に重力だけは０次元では理論に矛盾が出るのです。
例えば、素粒子である電子はプラスの電気をおびたものと引き合い、逆にマイナスの電気をおびたものと反発し合います。
この「電磁気力」は二つの物体間」の距離が近いほど強くなります。
実は、電子がおよぼす電磁気力は、発信源である方にも働きます。
電子がさっき説明した通り大きさのもたない点（０次元）だと電磁気力の発信源である方と距離はゼロです。すると！計算上、電磁気力が無限大になってしまうのです。
無限大の電磁気力が加わると、電子は無限大のエネルギーをもつことになり、質量も無限大になってしまいます。
これでは電子が動けず、電気も流れない事になります。
こうして現実との間に矛盾がでてしまうのです。
そこで次に考えられたのが、長さだけをもつ状態！つまりひもなのです。
ここで考えられてるひもは長さだけで構成されているので太さはありません。
つまり1次元ということになります。
素粒子を一次元！つまりひもと考えると重力が計算ができたので素粒子はひもで出来ていると考えた訳です。
こうして理論的に正しいとされるひもですが、これがどんなものかと言うとひもは一種類しかありません。
じゃあ人、動物、植物、鉱石そしてアイドルやら珍獣やら変態もまったく別々に見えるのに同じひもで出来てるのかよってみんな違うものに見えるのにどう説明すんだーとツッコまれそうですが！それも説明するので落ち着いて聞いてください。
なぜ一種類のひもから色々な多数のものを生み出せるのか？それはひもは弦楽器のしくみと似ています。
弦楽器は振動のしかたを変える事で音色を変えていきます。
素粒子であるひももそれと一緒で振動のしかたを変える事で質量、性質を変えてるのです！
ちなみに振動数が多くなるほど質量は重くなります。
つまり金持ちも貧乏もできすぎ君ものび太も変態もアイドルも元は音色が違うだけで一種類のひもという事になります。
よく悟りを開いたひとが「全てはひとつなんだ」と言うセリフをよくいうイメージがありますが！これは何気に物理学的にも当てはまる事になるのかもって言えますね！
でも嫌いな奴が自分と同じひもで出来ていると思うとなんか「嘘じゃー」と言いたくなります。
このひもの特性ですがいったいどんなものかというと？
さっきも言った通りひもは太さがゼロの１次元の物体です。
つまり断面は大きさのない点であり、断面積はゼロという事になります。
日常よく目にするひもや糸とはまったく違います。
最小の物であるひもは構成するパーツはありません。
ひもは色々な反応をする事により素粒子の特性を変えてます。
例えばちぎれて二つにわかれる事ができます。
これは一つの素粒子が別の素粒子を放出する反応に対応してます。
また二つのひもがくっついて一つのひもになることができます。
このようにひもは切れたり、くっついたりできるからこそ、さまざまな素粒子の反応を表す事ができるのです！
それとまた別の特性を言うと一本のひもの両端がくっついて輪っかになる事ができます。
輪っか状のひもは閉じた状態が閉弦、開いた状態が開弦と呼ばれてます。
閉弦と開弦の状態があることによって元は一種類のひもから２種類の素粒子が表せます。
現在、電子や光子など１７種類の素粒子が発見されてますが、発見されてる素粒子はすべて開いたひもで表されてます。
一方、重力を伝える素粒子は重力子「グラビトン」はまだ発見されてないのですが、こちらのひもは閉弦！つまり閉じたひもで表してます。
色々な特性をもつひもですが、実はゴムみたいに伸び縮みします！
ただし、ひもをひっぱる張力は桁違いに強力な張力をもっています。
ゴムとは違ってひもは伸びても張力が変わりません。
またひもは猛スピードで回転したり振動します。
典型的なひも振動の速さ高速のスピードで振動します。
その振動は１秒間に１０の４２乗ヘルツ以上にもなると考えられてます。
これは、わずか１秒間に１兆回の１兆倍の１兆倍のさらに１００万倍以上の速さになります。
まさしく目にも止まらない速さなのです。
まあ小さすぎて見えなんですけどね！
ひもの大きさはというと？
人体を構成する細胞は０．０１ミリメートル！つまり１０万分の１メートルと言われてます。
細胞より小さい原子は１００億分の１メートル程度になります。
原子の中心にある原子核は１０００兆分の１メートル程度だそうです。
じゃあもっと小さいひもの大きさは？１０-35[m]です。
これはめっちゃ小さい原子核の１０万分の１程度という事になります。
もうこれは想像がつかない小ささです。
この小さい単位は何を言ってるのか意味がわかりません。
実は世界は９次元空間である！
これを言うとビックリすると思うがひも理論はこの世界が９次元空間「時間を入れると１０次元空間」である事を予言してます。
次元とは？
簡単にいうと動ける方向の数の事です。
大きさをもたない点のなかでは、どの方向にも動けないので０次元です。
直線は前後に動く事ができるので１次元です。
面は前後だけでなく左右にも動けるので２次元です。
そして、前後、左右、上下の３方向に動く事の出来る世界が一般的に知られてる私達の世界の３次元です。
私達が感じてる世界は３次元なので４次元世界はどうなってるのか、想像がつきません。
ですが、ひも理論では４次元どころか９次元を表してます！
何故、ひも理論だと９次元もある事になるのか？
ひも理論はひもが振動している事で世の中が構成されてる理論ですが！ひもが振動する空間が３次元しかないと足りないのです！
我々が普段目にしない４次元、５次元にしても、矛盾は解消されませんでした。
ところが！ひもが９次元空間で振動していると考えると素粒子のふるまいを矛盾なく説明できるのです。
えー９次元もあるの？本当に超ひも理論！訳がわからない。
まさしく気まぐれな女性のようにわかりませんね！
人間である私達が見えてる世界はどう見ても３次元です。
ですが理論上では超ひも理論は９次元となってるのに残り６つの次元は見えません。
いったいどこに残りの次元はあるのでしょう？
この問いに対して物理学者達は「私たちがが知る３次元以外の６つの次元は、小さすぎて気付かないだけかもしれない」と考えてます。
どういう事なのか例えると！
細い棒の上を、アリが歩いてます。
遠くから見ると、棒しか見えないので線に見える！つまり１次元の世界に見えます。
しかし、棒に近づいてよく見ると、アリは棒の前後に動けるだけでなく、棒の周囲を回ったりする事ができます。
周囲を回るアリにとっては棒は２次元の世界です。
この例えで考えると私達には世界は３次元にしか見えなくても実は小さい世界では多数の次元が潜んでるのかもしれないのです。
３次元以上の世界！
それは余剰次元と呼びます。
１９２０年に数学者テオドール・カルツァと物理学者のオスカー・クラインの二人によって考案されたのが、余剰次元を「小さく丸める」という手法です。
物理学者はこれを「次元のコンパクト化」と呼んでます。
コンパクト化された次元は、小さいだけでなく、丸まってます。
あくまで例えですが、トイレットペーパーの芯の周りの上を歩くようなものです。
トイレットペーパーの芯の周囲は３６０度なので歩いていれば当然、元の位置に戻ってきます。
超ひも理論では、そのコンパクト化されて丸まった部分に余剰次元が隠れてると考えてます！
そのコンパクト化された６つの余剰次元の空間をカラビ＝ヤウ空間と呼びます。
カラビ＝ヤウ空間は３次元の観念で生きてる私達には見ることはできません。
ただし研究者達はカラビ＝ヤウ空間を想像して図形を描いてます。
ただし６次元の空間を３次元の観念の私達には直接見えません。
そのまま６次元の空間を描けないので次元の数を少なくして描いてます。
カラビ＝ヤウの図形を見ると何とも言えない奇妙な球体という印象があります！
なんか不思議なアートって感じがします。
私達はこのコンパクト化された次元に気付いてないだけで本当は３次元と思い込んで生きてるかもしれないのです。
超ひも理論はひもだけの理論ではない！
超ひも理論の研究では閉じた輪っか状のひもが集まってできた膜のような物体があると考えてます。
それをＤブレーンと呼びます。
Ｄブレーンは超ひも理論において需要な役割を果たすと言われてます。
素粒子を研究する松浦壮（まつうらそう）教授は「開いたひもの両端は、必ずＤブレーンにくっついてる必要があります。開いたひもにはＤブレーンが不可欠なのです」と説明してます。
Ｄブレーンはひもが活動するための土台と思ってください。
開いたひもは物質を作る素粒子の仲間や、重力子以外の力を伝える素粒子です。
開いたひもがＤブレーンにひもの両端をくっつけた状態で振動したりＤブレーンの上をすべるように移動したりします。
Ｄブレーンはまるで開いたひもの踊るためのステージのように思えます（しかも超高速で動き回る）！
ちなみに Dブレーンは幕を意味するmembraneに由来して名付けられました。
Ｄブレーンは様々な次元のＤブレーンが存在すると考えらえれてます。
つまり０次元のＤブレーンから９次元のＤブレーンまであるわけです。
色々な種類の舞台があるわけなんですね！
超ひも理論を語る上でＤブレーンは超重要な役割を果たしてます！
何故ならＤブレーンにくっついた開いたひもが世界を構成する物質や光を生んでいるからです！
Ｄブレーンという舞台があるから世界があるわけなんですね！
ちなみに我々の世界は３次元の舞台（３次元のＤブレーン）という事になります。
閉じたひもはなにやってるの？
一方、Ｄブレーンにくっつく端をもたない閉じたひも！つまり重力子はＤブレーンを飛び出し、９次元空間のどの方向にも動く事ができます。
逆に閉じたひもが高次元空間からＤブレーンに入ってくることもあります。
舞台（Ｄブレーン）から落ちた（離れた）閉じたひもは高次元に行ってるとは！なんか向こうで元気で頑張れと言いたくなります！
閉じたひもは重力子なので重力を生みだしてるのは閉じたひもです。
例えば地球と太陽では重力が働いてますが！お互いが閉じたひもを受け渡し合うことで重力という力が働いてます。
重力はまるで閉じたひもをキャッチボールしてると想像してしまいます！
この世には４つの力が働いてる！
ひも理論では、力はひもの分離と融合によって生じると考えられてます。
物質が、少数のクォーク、レプトンからできていること、そして、それを支配しているのが先程も言った通りたった４種類の力であることが分かりました。
- 電磁気力
- 弱い力
- 強い力
- 重力
まず一つめの電磁気力は電磁気力は日常では重力以外では全てにおいて生じる力です。
原子核と電子を結び付けて原子を作る力、原子同士をくっつけて分子を作る力は電磁気力です。
それは互いに光子を交換しあって発生する力です。
つまり我々や身の周りにある物全てが電磁気力によって存在している事になります。
光子自体には質量はないので光子を遮断するものがなければ光子は遠くまで届きます。
インターネットみたいに遠く離れてる相手と繋がれるのは電磁気力の理論を知ると納得できます！
二つめの弱い力はとても短い間で働く力です！
電磁気力よりも小さい力なのでこの名前が付きました。
全てのクォーク、レプトンという物質を構成する素粒子に働いてます。
弱い力は原子核のベータ崩壊、中性子、パイ中間子などの粒子の崩壊の原因の力の事です。
質量をもたない素粒子！ニュートリノが物質と衝突するときに生じる力が弱い力です。
ちなみにニュートリノは宇宙から大量に地球に降り注いでるのですが幽霊のように地球をすり抜けます。
まあミクロの世界なので日常は目にする事はありません。
電磁気力の１００倍の力を持ってる強い力なのでこの名前が付きました。
陽子同士はプラスの電荷なので反発するのですが、強い力はその反発する力を押さえつけてついでに中性子もくっつけて原子核を作る強い力です。
そうまるで仲の悪い夫婦を世間体という強い力が無理やり一緒にさせているようなものです！
強い力もミクロの世界のことなので目にすることはありません！強いのに・・・
そして四つめの重力は先程も説明した通り重力子をお互いで交換することで発生します。
四つの力の中では最も弱く超ひも理論ができるまで力のをからくりを説明できませんでした！
重力は私たちにとって最もなじみのある力で全ての素粒子に引力として働きます。
つまり人間同士でも引力は発生します！
でも人間同士ではわかるほど影響しません。
重力のしくみをわかりやすく例えると隕石と地球の間で重力子をキャッチボールしてるとします。
そして隕石の落下は重力子を交換し合う事でお互いが引き合って地球に落下するのです！
重力子は我々のいる次元だけでなく他の次元まで移動するので力が分散してしまい一番弱そうな「弱い力」よりも力が弱いのです。
だけど四つの力は元々は一つの力らしいのです！
超高温だった宇宙発生当時は同じ一つの力だったと考えられてますが、それが宇宙が膨張して冷えていくにつれて四つに別れたとされてます。
つまり元々は一番力の弱い重力君は一番の力持ちの強い力君と同等のパワーを持っていたのです。
それが宇宙の膨張と共に力の格差が開いてしまったのです。
でも重力君を雑魚と考えるのは浅はかです！何故なら重力という力が働いてるからこそ、天体が運行されてるのです！
そう我々は重力君の力で地球で立っていられるのです。
こうして考えると重力君の働きは立派です！名前負けしてる弱い力君以下の存在ではないはずです！
宇宙にはダークマターという目には見えないけど周囲に重力をおよぼすため、存在すると言われてる謎の物質のことです。
なんかSF映画に出てきそうな名前ですね！
ダークマターの正体は未発見の素粒子ではないかと言われてます。
この銀河は様々な物質、ガスが存在してますが？
光で見えてる銀河の質量をすべて足しても、それらの銀河をつなぎとめておくだけの重力はないことがわかってます。
つまり銀河団には光では見えない未知の物質が大量に存在し、その重力によって銀河をつなぎとめてるようです。
この未知の物質！ダークマターは宇宙全体で普通の物質の５倍以上あると予測されてます。
ダークマターの有力候補の一つが、超対称性理論によって存在が予言されてる超対称性粒子です。
実は超ひも理論の「超」は超対称性理論の「超」に由来されてます。
超ひも理論は元々はひも理論という名でひも理論に超対称性理論を組み込んだ理論という事になります。
超対称性粒子の中で、電気的に中性で最も軽いと考えられてる素粒子が「ニュートラリーノ」と考えられてます。
超対称性粒子はヨーロッパの大型加速機「LHC」などを使って探してますが、今の加速器では力が足りずまだ見つかってません。
もし見つかったら宇宙の謎が解ける鍵になりますね！
「頑張れー」
他にも超ひも理論によってあらゆることが存在していると考えられてます！
宇宙は沢山ある？
超ひも理論にもとづいて厳密な計算を行うと宇宙の数は１０の５００乗通りがある事になります。
私達がいる宇宙だけでもこんなに広いのに物凄い数の宇宙があるなんて驚きです！
実は私達の住む空間は２次元かもしれない？
超ひも理論の先には私達の常識をくつがえすような理論が考えられてます。
その名は「ホログラフィー原理」です。
ホログラフィーとは２次元の面を光に当てると立体像が浮かび上がる技術のことです。
ホログラムは２次元の面ですが、そこに３次元の像の情報が埋め込まれてます。
ホログラフィー原理は実際のホログラフィーと関係ありませんが、２次元の物を３次元的に表現している点で共通しているので、こう呼ばれてます！
ホログラフィー原理によると、３次元空間内の全情報は３次元を取り囲む２次元の面で行われてると言われます。
２次元と３次元では物理法則は異なりますが、ホログラフィー原理では３次元空間で起きる現象は２次元の世界で起きる事と同じ等価とされてます。
例えば、リンゴを高い所から落としたとして！落下という現象は２次元という重力が存在しない世界でホログラムのように平面のものを立体的に浮かび上がらせた現象でしかないという事です。
重力という３次元では起きる現象をホログラフィー原理では重力という力はなしで現象を説明できるのです。
じゃあ空間は幻なのか？と考えてしましますが、まだこの理論はこの３次元世界で適用できるのかわかってません。
ですがホログラフィー原理は超ひも理論の完成に向けて非常に重要な役割を果たすと言われてます！
そして宇宙の始まりは超ひも理論で解き明かせる！
この宇宙は、約１３８億年前に誕生したと考えられてます。
宇宙の始まりは、満員電車のように素粒子が狭い空間にぎゅうぎゅうに詰め込まれた高温、高密度な状態でした。
それは生まれたての宇宙は４つの力すなわち電磁気力、弱い力、強い力、重力がまだ仲良く一緒の状態でした。
現在こんだけ広い宇宙のものが狭い場所にすし詰めなんですから相当熱くしかったと思います！
すし詰めの状況で素粒子がお互いにどんな影響を与えていたのかを、全ての種類の素粒子について計算できるのは超ひも理論だけと言われてます。
そして宇宙の始まりがわかれば、宇宙の終わりも解明する手掛かりになるのです。
そう超ひも理論は森羅万象、宇宙のあらゆる法則を解く鍵となるのです！
では最後に！
本当に超ひも理論は面白いと思います！ここで解説してる事は本で学んだ内容をわかりやすく簡素化してるので、もっと深く学びたい方は本やネットで勉強してくださいね。
東京オリンピック、パラリンピック2021年開催はどうなるのか
初めまして仮面講師時音（じおん）と申します。
現在の世の中は混迷した状況となってます。
初回にお伝えすることのテーマは誰もが気になるであろう東京オリンピック、パラリンピックについてです。
私のお伝えすることが何かの役に立てれば幸いと思います。
２０２１年に延期された東京オリンピック、パラリンピック２０２０だが大会の開催が危なくなってる！
なぜかというと？
国際オリンピック委員会（IOC)のジョン・コーツ調整委員長が５月２１日、ワクチン開発がなされても十分に行き渡らなければ中止する可能性を言及したからだ。
えっマジで？
そうなんです！２０２１年までにワクチンの開発が進んで人々に行き渡らなければ中止するぞと言及してるんです。
これは中止へのカウントダウン発言と言っていい！
何故なら
パンデミックのワクチンの開発は通常は１０年かかると言われてる。
だがビル・ゲイツ氏は最短で９か月！最長で２年でできるとブログで考えを示してる。
やったーこれで人類は救われるー
めでたしめでたし。
と言うわけにはいかない・・・
そりゃそうだ！ゲイツ氏の言う通り最短で９か月でワクチンが開発されたとしても来年の７月２３日までに世界中の人々にワクチンが行き渡るわけがない！
オリンピックは世界中から観覧客が集まる！その数は町内会の集まりの比ではない。
ワクチンが早く開発されたとしても、どえらい数のワクチンが世界の方々に渡るとは思えない。
それにゲイツ氏の言ってることはあくまで最短で９か月と言ってるわけで２年かかるかもしれない。
２年かかったら時は２０２２年・・・
予定の２０２１年から１年過ぎてる。
だから２０２１年にワクチンが世界に行き渡る可能性は宝くじで１等当てるより低いだろう。
当然２０２１年のオリンピックの開催は厳しいと考えるべきだろう！
じゃあまた延期すればいいじゃんという考えもあるがそれも難しい・・・
新型コロナウイルスの影響で2021年に延期された東京オリンピック（五輪）について、国際オリンピック委員会（IOC）のトーマス・バッハ会長は20日、BBCのインタビューに対して、21年開催が無理になった場合は中止とする見通しを示してる・・・
バッハ会長は、安倍晋三首相から、21年開催が「最後のオプション」と伝えられていたと明かし、「大会組織委員会が永久に3千人や5千人も雇用を続けることはできないから、理解できる。毎年、世界中のスポーツ日程を変更することはできないし、アスリートを不確実な状況にとどめてはおけない」と語った。
チーン
と仏壇の鐘が頭の中で鳴り響き渡る気分である。
だったら無観客でという考えもあるが！
無観客での実施については現段階では「臆測」としている。「無観客は望むべき姿ではない。でも、もし決断を迫られる時期が来たら、アスリートやWHO、日本側と相談する時間を与えて欲しい」と話した。現在、選手の隔離などの対策を検討しているという。
ワクチンの配布は来年までに世界中の人々に行き渡るのはほぼ不可能、２０２２年までの延期はIOCはしないと言ってる。
最も現実的に開催される可能性は無観客での五輪開催だが今のところ不透明。
以上の事を踏まえると東京オリンピック、パラリンピックの開催の行方はどうなるやら・・・
色々と事情はあるが私としては無観客ではなく、観客ありきのオリンピック開催を希望しているので強引に延期してでも日本で五輪を開催して欲しい。
でも現実は開催するとしたら無観客の可能性が高くなるが、それは寂しい気がする。
選手だって自分の国の声援を直接聴いて試合をした方がモチベーションが上がるだろうから、やはり応援客がいるオリンピックの開催を期待する！
だが今の時点では難しい・・・
それでも世界中からこの日本に応援客が集まって声援の響いた五輪開催を切に願います！
