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2023年3月 6日 (月)

人間と科学 第344回 永久不変の存在を求めて(5) ①

臼田 孝(国立研究開発法人産業技術総合研究所執行役員・計量標準総合センター長)さんの第 5 回目の小論を載せる。コピーペー:

■宇宙を支配する定数   4つの定数 光速、プランク定数、電気素量、万有引力定数

 これらの4つの定数が、原子レベルから惑星や銀河の振る舞いに至るまで、その秩序を支配しているのである。物質が、宇宙が、この姿を保っているのはこれらの物理定数が一致だからなのである。

 ところで、数値や単位には目をつぶって、単に桁数に注目してほしい。前者3つの定数は9桁、つまり 1 億~数億分の 1 まで求められている。

 これに対して紹介する万有引力定数は 4 桁目までしか示されていあない。複数の測定結果が 4 桁目までしか一致しない、即ち、1万分の 1 レベルまでしか、信頼できないのである。

 前者 3 つの定数の存在を人類が認識したのは 20c. に入ってから、特殊相対性理論という思考実験により光速は宇宙の制限速度であるという認識に至ったこと、また原子の構造が理解されるとともに、ミクロの世界ではエネルギーも光も不連続にやりとりされる、という「量子」力学の概念が生まれてからのことである。

 一方、ニュートンが万有引力の法則を示したのは17c.相対性理論や量子力学が提唱される 200年以上前のこと。にもかかわらず、万有引力定数は今日でも正確に測定できていない。

 なぜなのか。今回はその理由をニュートンの時代に遡って降り返みる。

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