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科学的究明が困難だった10の疑問 ~大人も知りたい不思議な事~

科学的究明が困難だった10の疑問 ~大人も知りたい不思議な事~ 科学
科学的究明が困難だった10の疑問 ~大人も知りたい不思議な事~

 

私たちが暮らす世界には、大人でも不思議に思うような大小さまざまな疑問が数多くあります。その正しい答えを導くには、科学的なアプローチが重要かつ効果的です。

宇宙の根本的な謎の解明に役立つと言われている量子コンピューターの完成も例外ではなく、科学的なアプローチが重要なのです。

ただ、この科学的なアプローチで疑問や課題を解決するには、膨大な時間がかかることもしばしばあるのです。

今回は、身近な問題から宇宙に関する疑問まで、その正解を導き出すまでに膨大な時間を要した10の疑問を紹介します。

 

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火山雷の発生原因

火山噴火する際、噴煙やマグマの噴出に合わせて雷が発生することがあります。

火山雷と呼ばれるこの現象が発生する原因については長らく謎でしたが、近年の研究によって、噴火の際に吹き上がる火山灰の微粒子の摩擦による帯電や噴煙に含まれる物質の破砕による放電が原因であることが分かりました。

更に、雷の発生頻度と火山灰の総量相関関係があることが判明し、火山雷を観測することで火山灰雲の動きや大きさの予測の精度が向上したことから、地上ではより的確な避難計画立案が、上空では航空路への影響に関する監視・警戒が可能になりました

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亀の甲羅が進化した理由

亀の甲羅進化た理由を考えた時、多くの人が思い浮かべるのは、捕食者から身を守るためという答えだと思います。

しかし、南アフリカで発見された陸生の亀の化石から、砂漠の高温と乾燥という過酷な環境下で身を守るために穴を掘る手段として甲羅が進化したことが分かりました。

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移動する方向で時差ボケに差がある理由

最低2時間以上の時差がある地域へ飛行機で移動する際に感じる時差障害いわゆる時差ボケは、西から東への移動の方が東から西に移動する場合よりも強いと言われています

これは、私たち人間が持っている体内時計が約24.5時間の周期で回っていることと時差がある地域への移動に対する脳の認識の調整度が関連しているのです

つまり東から西に移動する場合は1日の時間が伸びるため、体内時計が24時間より長私たちは24時間より長い1日適応しやすく、反対に西から東に移動する場合は1日の時間が短くなるため調整が難しく混乱してしまうのです

関節がポキポキと鳴る理由

手の指などの関節がポキポキ鳴る理由関節包の中の滑液に生じた気泡弾ける音だという説が有力でしたが、これを覆す研究結果が発表されました。

それは関節包の中の滑液、気泡が形成される時に発生する音だというのです。

関節の表面が伸ばされ中の滑液に陰圧が生じることで気泡が発生し、微小な気泡が一気に融合して一つの大きな気泡を形成する際に音が発生するそうです

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盲腸が存在する理由

私たち人間にとって盲腸は必要のない臓器と考えられていましたが、近年実は盲腸も身体に必要な器官として進化しているという論文が発表されました。

それは盲腸につながっている虫垂のリンパ組織が粘膜免疫で重要な免疫抗体「IgA」を産生して、腸内細菌のバランスを制御したり、腸内細菌の中でも有益な善玉菌を保存したりする機能を持っているというのです。

盲腸や虫垂の切除で炎症性腸疾患になりやすくなることが報告されていることから、今後は虫垂リンパ組織の重要性を念頭に置いた腸管免疫系の制御法開発されていくことでしょう。

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記憶の遺伝の可能性

特定の食習慣や環境汚染などによる化学物質への曝露など、子孫の感受性に影響を与えることがありますが、経験や記憶も同様に子孫に遺伝することを解明した研究が発表されました。

これは線虫を使った研究で、線虫の神経系は学習した情報を小分子RNAを介して生殖細胞に伝達することが判明したそうです。

しかも、子孫の生存に有益となる危機回避行動を起こす記憶については、数世代にわたって受け継がれることも確認できたと言います。

すべての生物の祖先は、学習や経験で得た情報をゲノムに蓄えRNAを通じて次世代に伝え、多種多様に進化したのでしょう

亜原子粒子が結合する理由

素粒子物理学および原子核物理学で研究する粒子の最小粒子はクォークと呼ばれています

クォーク同士が結合し陽子と中性子を形成するのですが、この結合にはグルーオンと呼ばれる別の粒子が糊のような働きをしていることが分かりました

グルーオン自体は、質量がゼロ、電荷は中性で、強い核力を担っていて、自身が有する力の影響を受けてグルーオン同士が結合すという特徴があります

グルーオンは存在時間が短く、直接観測することが難しいため、検出された崩壊率を計算することで発見できると言われています

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重力の本質

アインシュタインの理論では、光や音のようなあらゆるものと同様に、重力も波あるいは振動として発現していると仮定していますが、最近になってこの事象が実際に確認されまし

科学者は重力波検出器使用して2つのブラックホールが衝突した音を記録し、重力波として観測したのですが、このレーザー干渉計重力波観測所と呼ばれるプロジェクトによって、アインシュタインの理論が完成されたことになり、科学史上有数の偉業と言っても過言ではありません

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オスが存在する理由

ヒトは非常に効率的に進化した生命体だと言えますが、ヒトが行う有性生殖無性生殖と比較すると効率性の点では劣っていると考えられます。

ヒトが最も有利な進化を遂げたのであれば、女性だけが存在すれば問題ないはずなのですが、今なおオスが存在する理由な何なのでしょう。

実は、無性生殖には変異の蓄積という短所があ、有性生殖では配偶者をめぐる競争や配偶者選択を介して働く性選択有害な遺伝的突然変異が排除されている可能性があると言われています。

コクヌストモドキを使った研究では、性選択強い集団と性選択弱い集団を50世代にわたって観察した結果性選択強い集団の子孫は強力な近親交配を行っても絶滅に対する抵抗性を示し、性選択の弱い集団の子孫は近親交配下で適応度の急な低下が見られ、10世代後には全て絶滅したのです

宇宙人の存在

地球以外の惑星に高度な文明を持った知的生命体は存在するのか、という問いは誰もが抱く科学最大の問いの1つだと言えます。

1961年には、天文学者のフランク・ドレイクが、私たちが住銀河系に存在し人類と接触する可能性のある地球外文明の数を推定する算術的な式として「ドレイクの方程式」を提案し、地球外文明と遭遇する確率を推測するための7つのパラメーターを提示しました。

それは1年間に誕生する恒星の数生命の存在が可能となる状態の惑星の平均数生命が知的なレベルまで進化する割合などがあり、最後の要素として知的生命体による技術文明の平均的な存続期間が挙げられていました。

そして最近高度な地球外文明が今の時点で私たちが住む銀河に存在するか否か不明でが、宇宙の歴史のどこかの時点ではほぼ間違いなく存在したという論文発表されたのです。

この論文ではハビタブルゾーンにおいて文明が進化する確率が100億の1兆倍分の1以下でないかぎり、人類の文明が宇宙初の技術文明ではないと記されているのです。

ドレイクの方程式に関する議論では、文明が登場する確率が100億分の1であった場合、かなり悲観的だと考えられていましたが、今回の論文では、そ悲観見方をしても、宇宙の歴史には1兆個の文明が登場したことになるのです

 

いかがでしたか?
大人になっても、日常生活はもちろん、国内外、地球外に至るまで、様々な疑問を持つことがあると思います。知的好奇心を満たし、解決してくれる科学的なアプローチが、これからも私たちの生活に大きな話題を提供してくれることを期待しましょう。
参考 : toptenz, など
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