2018年2月9日金曜日

Frozen 氷の結晶


プロマネの栗田です。

 寒いですねー。なんでこんなに寒いのだろうと不思議に思います。日常使う摂氏は水が氷る温度で定義されていますが、物理的な意味はありません。むしろ絶対温度に意味があります。0℃は絶対温度で273度で、暖かいなぁと感じる15℃は絶対温度で288度です。その差はわずか5%ほど。なぜ人間はこのわずかな差を大きく感じるのでしょう。(鈍感ならいいのに)。気温の物理的な意味は空気中の分子の速さです。分子が激しく飛び回っていると暖かく、静かになると寒くなります。激しい分子はチクチクと肌を刺激し、静かな分子は優しく刺激するのに。。その分子の速さは0℃で秒速数百メートル程度。温度は速さの2乗に比例するので、分子がたった2%だけ遅く飛び回ると寒く感じるのです。体内が水で満たされているので、0℃付近に敏感なのでしょうか。人間は裸ですからねぇ。寒さの不思議を思うといつも動物園の夏のペンギンや冬のオラウータンを思い出します。ほとんど虐待に見えます。。




  先日、みぞれが降った良く晴れた翌朝、車のフロントガラスにとてもきれいな氷の結晶ができていました。我が家にだけ天から舞い降りた天使の羽か!残念ながらそんなメルヘンな話ではなく、屋根のない駐車場の車のフロントガラスはみなこんな感じでした。
放射冷却で空気中の水蒸気が過冷却状態になり、冷たいフロントガラスに触れ、氷となって張り付いたのですが、どうしてこんな模様を描けるのかが不思議です。自然が芸術家のような絵を描き、またそれが水とは全く関係のなさそうな鳥の羽やシダのような模様となる。

  雪の結晶といえば中谷宇吉郎が有名ですが、朝永とともにノーベル物理学賞を受賞したファインマンの著書から引用したいと思います。「(原子は)互いにくっつき合ってエネルギーができるだけ低くなろうとする。ある原子がエネルギーの低いパターンを見つけたら、ほかの原子も真似をするだろう(ファインマン物理学IVより)」。真似をすることで氷の結晶の様に規則正しい繰り返しのパターンが生まれるんですね。

  しかし、この結晶の曲線美は雪の結晶とも違い、単純ではなさそうです。暦の上では春の到来ですが、チャンスがあれば観察してみたいと思います。





2018年2月7日水曜日

雪露天

惑星観測装置担当の山本です。

 なんだか毎回同じ様な枕詞になってしまっているのですが、126日掲載予定であった本記事では「2018128/29日」のお話をさせていただきます。ある意味、前回の記事の続篇です。

 おさらい:25年来の友人の結婚式があり、そこで友人代表スピーチをいたしました、と言うお話を前回記事にさせていただきました。結婚式に参加した友人というのは、小学生からの友人が4名と、高校生からの友人が2名、という内訳で、小学生からの4人のうち私を含めた3名は、私が帰省すると晩ご飯に誘ってくれたり大晦日には集まって鍋を囲みながら年を越したり、と成年してからも太い付き合いを続けてこられた面々です。それぞれまったく違った人生を歩んでいますので、夢を語りあい苦楽を共にしてきた、と言うわけではないのですが、特に理由が無くても一緒にいて当然、というある種家族のような関係ではありました。

 さきほどより、25年来だ家族だ、などと自慢げ(?)に言っているのですが、実はこれまで泊まりがけの旅行というのをやったこともありません。成人した十数年以上前から、どっか行きたいね、と言う話は出ても、先ほど上げたように毎年年越しで集まっていますし、いつか行けるだろうという慢心からか、この歳までズルズルときてしまいました。たしかにこれから先しばらくは、いきなりメンバーが欠けると言う事も考えにくいところではありますし、それぞれ業種が違うメンバーの日程を合わせる面倒などを考えると、ついついその場の議題になるだけで具体化されずに後回しになっていました。

 とはいえ、今回友人が結婚した、と言う事で、今後は当然彼の家庭の事情が優先されるでしょうし、この先子供などが生まれたらさらに我々との都合を合わせることが難しくなることが簡単に予測できます。ということでいよいよメンバーも気持ちを入れ替え、旅行を具体化させることになりました。旅行の話が出る度に、今回結婚した友人が以前より「(  )と行った雪の露天温泉をおまえらにも見せてやりたい」という話をしており、丁度時期的にも都合が良く、それぞれの繁忙期にかかっていなかったので、実現の運びとなりました。目的地は奥飛騨の平湯温泉です。

 日程と目的地が決まった後は、交通手段や観光ルートなどを決めていきました。レンタカーにするのか冬用タイヤを買うのか、高山へ寄るのか白川郷を経由するのか等、各種検討をレポートにまとめて回覧するなど、普段の仕事より気合いが入っているかも知れないような、そんな3ヶ月弱の計画検討を経て、メンバーの中の1人は、何かイベントがある度に肩を脱臼したりインフルエンザにかかったりするので、励まし、注意し合いながら、ようやく当日を迎えられました。

 当日は関東を大雪が直撃した週でしたし、メンバーの住む地元にも雪が降る様ななかなかの悪条件ではありました。雪の遅延は考慮に入れた旅程だったのですが、それとは無関係に人身事故が起きて私とメンバーの合流が遅れたものの、それ以降は事前検討の甲斐か、ほぼ予定通りに旅程をこなせ、遅延なく宿にチェックインすることができました。

 宿の離れには予約制の貸切露天というものがあり、最低限の灯りと脱衣のための小屋があるだけで、あとは雪と空と山が見えるのみ、という大変風流な場所でした。とはいえあまりにも暗かったので、雪以外の闇が道なのか岩なのか湯なのか分からず、「本当にお湯があるのか?」と思った友人が浴衣のまま様子を見に行ったところ闇夜に空いた湯面に吞まれ消えていったものの、その後もう少しマシな照明のスイッチのありかを見つけ、我々は無事にお湯につかることが出来ました。


貸切露天の様子。灯りはこの照明と月明かりのみ。

旅行レポではないので、高山で買った地酒を楽しんだ話や、早朝に起きて雪の大露天風呂で夜明けを迎えたことなどは置いておいて、これくらいで旅のお話はお開きですが、いくつかのアクシデントはあったものの、基本的には無事に、楽しく旅を終えることが出来ました。予測の付かないこと、予測通りのこと、色々ありますが、目的を見失わず、これからも行きたいものです。きちんと落ちたか落ちていないかも良く分かりませんが、最後までお付き合い下さってありがとうございました。

それでは!




2018年1月12日金曜日

昔の話

光学など担当の岩室です。

 今回は20年前の話です。
 先日、昨年大ヒットした「君の名は」が地上波初放送だったので、どんな映画かと思い見てみました。映画の内容は別として、まあ、よくある科学者的視点から気になることも色々あったのですが、空いっぱいに広がったティアマト彗星のシーンがちょっと気になりググってみました。すると、やっぱりいらっしゃいますね。このシーンを真面目に検討している方が。<こちらのページ>によると、巨大彗星からは「イオンテイル」と「ダストテイル」の2本の尾が出るので、それが描かれているようですね。彗星の見える時間帯と尾の向きも気になったのですが、こちらに関しては当初の映画の設定では彗星の軌道に無理があったようなので気にしないことにします。このシーンを見て、20年前に連続してやってきた2つの彗星を思い出した人も多かったと思います。

 まずは百武彗星ですね。<グーグルで百武彗星画像検索>すると綺麗な絵が沢山出ますが、肉眼での印象は「あれがそうかな...」程度で事前にハレー彗星並みと騒がれた割にはかなりモヤっとした感じだった記憶があります。この時、私は物理教室の助手で、上司だった舞原名誉教授(当時助教授)とともに建設中のすばる望遠鏡に取り付ける第一期観測装置を開発しており、その関係で1996年の3月下旬に2人でハワイ大に別件で立ち寄ってからアリゾナに出張しました。百武すい星はその時にハワイかアリゾナのどちらかで見たのですが、日本では空が明るくて全く見えなかった彗星が暗い空に薄っすらと見えて、舞原さんと「あれがそうかな...」と確認した記憶があります。見間違えの可能性はありますが、夜の9時頃にほぼ天頂に見えて感覚的には30°以上に尾が伸びていました。今同じチャンスがあれば必ずカメラと三脚を持って行くはずですが、その頃はその数年前に木星に衝突したシューメーカー・レヴィ彗星の件もあり、彗星はホイホイ飛んでくるような錯覚があってあまり気にしなかったのが残念です。

 群を抜いてインパクトがあったのがヘール・ボップ彗星です。<グーグルでヘール・ボップ彗星画像検索>すると、これまた綺麗な絵が沢山出ますが、これらは写真で撮ったもので肉眼ではこれほど壮大には見えません(少なくとも日本では見た記憶が無いです)。私は、大学院生時代に独自開発したソフトで新しい観測装置を設計し、舞原さんとともに実機を開発してハワイ大の2.2m望遠鏡に取り付けて何度か観測したのですが、確かその最後の観測が1997年の3月にあり、舞原さんとマウナケア山頂のハワイ大ドームで観測をしていました。観測終了直前の明け方の薄明の頃に、望遠鏡を動かしてくれるオペレータに「いい景色が見れるから外に出てみろ」と言われて観測室からドーム外壁外側の周回テラスに出たところ、目の前に正に上記グーグル画像検索に出てくるような彗星が、東の空にほぼ天頂方向に10°程度に尾を伸ばして見えていまた。通常であれば写真でしか見れないような景色が、さすがマウナケア山頂の条件の良さのおかげで薄明にも関わらず尾の状態まではっきりと肉眼で見る事ができました。この時ばかりは何でもいいからカメラを持ってこなかったことを残念に思った記憶があります(多分、使い捨てカメラでもかなりいい絵が撮れたと思います)。その後数年経ってすばるが完成した際に幾つか写真をもらったのですが、その中にすばる望遠鏡と共に写るヘール・ボップ彗星の写真もありました。Web には同じ写真が上がっていないようなので、撮影者不明ですがスキャナで取り込んで上げておきます。



 この写真は彗星が夕方の西の空に写っているので、私が見た時よりもかなり後の暗くなった状態のものであるのが残念ですが、この写真でも2本の尾が確認できますね(実はナトリウムテイルという第3の尾もこの彗星では発見されたようです)。印象としては、私が見た時は明るさも大きさもこの2~3倍あった感じです。

 これ以降巨大彗星は見ていませんが、次に見える機会があれば是非綺麗な写真を撮りたいと、「君の名は」の映画を見て思ったのでした。