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次は83年後。6度目の大量絶滅が2100年までに発生する恐れ(米研究)
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 過去5億4,000万年の間、地球は5度の大量絶滅を経験してきた。最新の研究によると、次の破局が訪れるのはそう遠いことではないのかもしれない。



 米マサチューセッツ工科大学の地球物理学者で、数学者でもあるダニエル・ロスマン(Daniel Rothman)氏は、次の大量絶滅はたった83年後にやってくると考えている。

2つの破局の閾値



 これまでの5度の大量絶滅は、海洋と大気における自然の炭素循環の乱れが関与し、数百万年をかけて進行するものだった。



 ロスマン氏が特定したのは、超えてしまえば自然な循環が乱れ、環境が不安定化し、やがて大量絶滅を引き起こすであろう2つの「破局の閾値」である。



 1つは数千あるいは数百万年ごとに繰り返す炭素循環の変化に関係する。この循環の変化速度が地球の生態系が許容できるものを上回ると、大量絶滅が生じる。



 2つ目は、より短期的な炭素フラックスの程度に関連する。これは前世紀において顕著だったことだ。



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海に吸収された炭素の総量で予測



 しかし問題は、悠久の時間スケールで起きた過去の大量絶滅と現在進行形のせいぜい数世紀に及ぶ程度のそれをどう比較するべきかということだ。ロスマン氏が考察したのもこの点である。



 その答えを求めるために、彼は地球化学に関する論文を渉猟し、大量絶滅イベントを長いものと短いもので分類した。その結果、過去5億4,200万年の間に炭素循環の大きな変動が31度発生していたことを突き止めた。



 その上で、各イベントにおいて海洋に吸収された炭素の総量を数学的に考察し、生態系が許容できなかった変動率を明らかにした。



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 試算によると、その量とは310ギガトン。ロスマン氏によると、前世紀を通じて増加した二酸化炭素を鑑みると、2100年までには炭素循環におよそ310ギガトンが加算されることになるという。すなわち、6度目の大量絶滅が間もなく訪れるかもしれないということだ。



 「明日にでも災厄が訪れるというわけではありませんが、放置しておけば、炭素循環が不安定になる領域に突入します。そうなれば予測が難しい挙動を示すようになるでしょう。過去の地質学的調査からは、そうした挙動が大量絶滅に関連していることが分かっています」とロスマン氏は説明する。



via:sciencemag

☆83年後なら、生きてる可能性あるがな!
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史上初、複雑な光のパターンを量子テレポートさせることに成功(スコットランド・南アフリカ研究)
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 量子の不可思議さでもってメッセージをくるんでしまうことは、情報漏洩を防ぐ最上の手段である。これは量子技術に劇的な進歩をもたらし、無限のチャンネルを通じて暗号化された情報を送信する量子通信の未来の扉を開くことになるかもしれない。



 スコットランドと南アフリカの研究チームは、世界初となるエンタングルメント・スワッピング(もつれの交換)なるものの実験デモを行なった。



 これを利用することで、光子の軌道角運動量をこれまでよりずっと遠くに送信することが可能になる。

長年にわたり謎とされてきた粒子の特性



 長年にわたり、粒子の特性は、それを測定する系の文脈においてでしか記述できないと言われてきた。粒子がその特性がある数であることを告げるものに衝突しなければ、その粒子は無限の確率を持つ曖昧な状態で存在し続ける。



 ここで奇妙なことがある。もしその粒子が測定される前に別の粒子と干渉したとすると、その別の粒子もまた測定系の一部であると言えるということだ。それについても、測定された粒子についても、両方がもつれるのである。



 最初の粒子の特性を測定することは、それを可能性から現実のものに変えるということだ。さらに、その測定はまったく同時にもつれた相手を可能性から現実のものに変える。



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 アインシュタインはこの理論にはどこか欠陥があると考え、折に触れて「不気味」とこき下ろしている。これについては1世紀近くが経過しているというのに、我々はいまだに得心できないでいる。



 それでも、もつれの奇妙なプロセスを用いれば、傍受不可能な超複雑コードを生成して、極めて堅牢なセキュリティを構築することができる。

 

 もつれた”可能性”(量子ビットという)の2つの配列が別個の2点に送信されているところを思い浮かべてみよう。各受信者は、伝達の特性を解読し、それが一致しているか相手に確認をとることで、それぞれが携えるメッセージが干渉されたのかどうかを知ることができる。



 一致していなければ、何者かが不正に光子を交換したということだ。



 しかし問題が1つある。量子ビットの配列を長距離で送信すると喪失するリスクがあるのだ。



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 このところ量子通信が大ニュースとして報じられている。分割されたレーザーを用いて1,200キロ上空の宇宙空間にまでもつれた光子を飛ばしたという実験のことだ。



 快挙であることは間違いないが、それでも世界的なネットワークを構築しようというのであれば、話にならないくらいの短距離でしかない。しかもこの送信にはダイレクトな見通し線が不可欠だ。



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エンタングルメント・スワッピングにより長距離の送信が可能に



 今回の新手法は、基本的に、一定間隔でセット可能で、もつれた粒子を量子状態のまま通過させることができる増幅器である。



 鍵となるのがエンタングルメント・スワッピング現象だ。A1とA2、B1とB2という2対のもつれた光子を想像してほしい。それぞれのペアの1つ(A1とB1)の同時に観測すると、それらはいわゆるベル状態測定の同じ系の中でもつれる。



 このことは、A2とB2もまたその相棒のおかげでもつれるということだ。



 これがもつれのスワッピング(交換)部分であり、中継器の基盤となる。これを使うと、短距離の量子メッセージを盗聴されたとみなされることなしに複写し、さらにもう一飛び送信することが可能になる。



 量子状態は通常2値である。ゆえに短点(トン)と長点(ツー)のモールス信号とほとんど変わらない。



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 だが、これで終わりではない。情報技術の歴史から何かしら学べるとすれば、十分すぎるバンド幅などないということだ。



 そこで軌道角運動量の出番だ。一種の光子のねじれだと思えばいい。1と0、あるいはトンツーでメッセージを作る代わりに、軌道角運動量を用いれば粒子1つで運べる情報を増やすことができる。これ自体は新しいものではなく、大量の光子で長距離をカバーするために必要となる一種の空間モードとして、コード化された情報の送信がすでに行われている。



 エンタングルメント・スワッピングが意味することとは、こうした光子を短距離の送信を繰り返しながら送信可能であるということだ。さらに、可能性としては別種の空間モードを利用しての情報送信を実現し、チャンネル数が無限にある未来への扉を開くこともできるかもしれない。



 アインシュタインに頭痛の種を与えたほど奇妙な量子力学だが、実に役立つものだ。きっと未来はもっと不気味だろう。



via:phys / sciencealertなど

☆全くわけが分かりません!

5000年前の巨大石板「コックノー・ストーン」は宇宙地図なのか?その秘められた謎に迫る科学者たち
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 昨年、紀元前3000年頃のものと思われる巨大石板が51年ぶりに発掘された。エジプト文明やメソポタミア文明と同時期のものだ。



 この石板は1887年、スコットランド、クライド・バレー地方で、レヴァランド・ジェームズ牧師によって発見されたものだが、1965年に考古学者、ルドヴィック・マクレラン・マン氏が破壊されたり、工作されないよう、保護のために埋め戻した。



 その大きさは、横13メートル、縦8メートル。そこには90以上の摩訶不思議な螺旋模様が描かれていた。



 だが現在に至るまで、この石板がどういった理由で作られたのかは判明していない。

 コックノー・ストーンの特徴はなんといってもカップ&リング・マークと呼ばれる渦巻き模様で、石板に約90個ほど描かれている。



石板の意味は?様々な説が打ち立てられる



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1930年代、助手とコックノー・ストーンに描かれた記号を分析するルドビック・マクレラン・マン(右)


 研究者の間でも、この石板の存在理由に関して様々な説が存在する。儀式的な意味合いで作られたという説、星や地球を示す宇宙地図説、生と死を行き来するための扉や輪廻転生を描いた図説など、多くの説が存在している。



 石板に描かれた螺旋模様の多くは新石器時代から青銅器時代(紀元前8500年~紀元前3000年)に描かれた物であると考えられているが、いくつかの模様は鉄器時代に描かれた物であることが判明している。



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 研究者アレキサンダー・マッカラムはこの地図がスコットランドのクライド・バレー地方にある集落内のスポットを示すものではないかという説を打ち出した。



 石板に描かれているマークが、新石器時代から青銅器時代にヨーロッパ広域で使用されていた、通りや井戸、狩猟場や住処を知らせるために使用されていたシンボルに似ているからだという。



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 これまで、似たような模様を描いた石板がスペイン、メキシコ、ギリシャ、インドなどでも発見されている。



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 また、コックノー・ストーンが芸術作品として作られたという説も存在しており、もしそれが本当であれば先史時代の人間と私たちの芸術を結ぶ懸け橋になるかもしれない。



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 上記に上げた説を箇条書きにしてまとめてみよう。



1.儀式用に作られたもの

2.星や地球を示す宇宙地図

3.生死間を行き来する扉や輪廻転生を描いた図

4.集落のスポットを示す地図

5.芸術作品


 果たしてこの中に正解はあるのか?



 現在、科学者たちは石板そのものをデジタルで復元し、5000年前の人々が私たちに何を残したのかを紐解こうとしている。



 グラスゴー大学のケニー・ブロフィー博士は考古学に精通し、現在コックノー・ストーンの解読に尽力している。



 彼は人生で初めてコックノー・ストーンを掘り起こして確認した時のことをこう振り返っている。



「人生で一度きりの体験をさせてもらいました。コックノー・ストーンは私がまだ子供の頃に本で読んで、それ以来夢見ていた存在でしたが、こうやって間近で見るのは初めてです」



 今後コックノー・ストーンが解読され、そこに何が描かれているのかが判明した時、私たちはどんな真実にたどり着くのだろうか。



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via:youtube / latest-ufo / ancient-code

☆こんなんもあるんかいな・・・!

地球上に生命が誕生したのは偶然の産物か? それとも物理法則にしたがったものなのか?(米研究)
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 生命の起源は、人類にとって最大の探求テーマの1つだろう。



 この探求は必然的に地球上の生命を超えて、宇宙のどこかにも生命は存在するのだろうかという問いに続く。



 地球の生命は単なる偶然による幸運なのだろうか? それとも普遍的な物理法則に従った自然なものなのだろうか?

生命の起源を物理学の観点から探る



 米マサチューセッツ工科大学の生物物理学者ジェレミー・イングランド(Jeremy England)博士は、この深遠な問いへの回答を試みている。



 2013年、物理学は”生命的”性質のタネを播くような形で化学物質を自然に組織化するという仮説を提唱した。



 今回、同博士らの最新の研究が示唆しているのは、物理は自己複製をする化学反応を自然に作り出すという仮説だ。それは無生物の物質から生命が誕生するための最初のステップの1つである。



 このことは、生命が自然の基本法則に直接由来していると解釈できるかもしれないということだ。そこに幸運という要素はない。



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生命には何らかの起源がある



 生命には何らかの起源がある。それは最初から生物だったわけではない。生物は手の加わっていない無生物の化合物から生まれたと言われている(※生命の起源論



 それは何らかの方法で前生物的化合物へと自己組織化し、生命の構成ブロックを作り出し、基本的な細菌が形成され、やがては今日地球上に存在するようないくつもの生命へと進化した。



 非生物が生物的な何かに変わったとき、熱力学が生命的な振る舞いをさせるフレームワークを提供しているのではないかとイングランド博士は考えている。なお今回の研究は物理系の生命的性質と生物学的プロセスを橋渡しするものではないことに注意が必要だ。



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物理系の自己組織化



 ある系にエネルギーが与えられたとき、そのエネルギーの散逸の仕方は物理法則が支配している。外部の熱源がその系に与えられれば、それは机に置かれたコーヒーと同じく、散逸して、周囲の環境と熱平衡に達する。



 エントロピー、すなわちその系の無秩序さの量は熱の散逸とともに増加する。



 しかし一部の物理系は平衡に落ち着かず、その外で”自己組織化”し、外部のエネルギー源を有効活用できるかもしれない。



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 それはその系が熱力学的平衡に達することを防ぎ、外平衡状態を維持する持続的な自己化学反応を発生させる、とイングランド博士は推測する。



 彼はこの状況を”散逸駆動型適応”と読んでおり、このメカニズムこそ生命的性質に至らせるものだという。



 鍵となる生命的な振る舞いは自己複製、あるいは生物学的な視点で見れば生殖である。これこそあらゆる生命にとっての基礎である。



 単純なものから始まり、複製し、より複雑になり、さらに複製する。それは自己複製が熱を散逸させ、その系のエントロピーを増加させるうえで非常に効率的であるために起きる。





散逸駆動型適応の検証



 『Proceedings of the National Academy of Sciences』に掲載された研究で、イングランド博士とジョーダン・ホロヴィッツ博士は、その仮説の検証を行った。



 彼らは25種の化学物質の”スープ”を含む閉鎖系(周囲の環境と熱や物質を交換しない系)のコンピューターシミュレーションを実施。もし、例えば、このスープが外部源(熱水噴出孔など)によって濃縮・加熱された場合、スープは熱力学第二法則に従い熱を散逸する必要が出てくる。熱は散逸せねばならず、その系のエントロピーは必然的に増加する。



 彼らは、特定の初期条件において、そうした化学物質が自己組織化や激しい反応を通じて自己複製し、系に与えられたエネルギーを最適化する可能性を発見した。こうした反応は熱力学第二法則に従う熱を発生する。その系においてはエントロピーは常に増加し、化学物質は自己組織化して自己複製という生命的な振る舞いを示すようになる。



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 系は小さなスケールでいろいろ試すが、一度そのうちの1つから良好な手応えを得れば、それが系の組織の性格を塗り替えるまでにさして時間はかからない。



 これは生物で起きていることを示す非常にシンプルなモデルだ。細胞の中では化学的エネルギーが燃焼しているが、それはその性質からいって非平衡である。だがイングランド博士が認めるように、化学物質のスープの中に生命的性質を見つけることと、生命自体には大きな違いがある。





地球外における生命の出現



 こうしたシンプルな物理系が宇宙のどこかで生命を育ませている可能性について答えたいところだが、まずはそうした系が地球のどこに存在するのか理解したほうがいいだろう。



 今回の研究は、非生物学的系から生物が出現するメカニズムを明示するものではなく、ただある程度複雑な化学的状況からどのようにして自己組織化が発生するのかを示しただけだ。



 シミュレーションではそれ以外の生命的性質(環境への適応や刺激に対する反応など)を考慮していない。また生命の起源における情報の複製の役割についても扱っていない。



 生体系においては情報が決定的な役割を果たしている。ただ化学物質のスープが自然に自己組織化を見せたからといって、直ちにそれが生きている組織ということにはならない。



 理論物理学者であり宇宙生物学者でもある米アリゾナ州立大学のサラ・イマリ・ウォーカー博士は、単純な秩序から生きた細胞のような完全な情報処理構造を持つようになるまでには、いくつもの段階を経る必要があると考えている。物理学的な秩序と非平衡系は確かに存在するが、それが必ずしも生命を作り出すわけではない。



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 イングランド博士の研究を生命の起源の動かぬ証拠とみなすのは時期尚早である。それについては他にも多くの仮説が存在する。



 しかし物理系が自然に自己組織化するという可能性は慧眼であろう。今、彼らはこの熱力学系の振る舞いについて一般的な理論を構築している最中である。それが地球で自然発生する非平衡物理系を特定する次のステップになるかもしれない。



参考:自然発生説

生物が親から子へという道をとらず,無生物から発生するという説。 16~17世紀までは高等な動物などについてもこのようなことがありうると考えられていた。たとえば小麦粉からネズミを生じ,腐肉からハエのうじを生じるというようなことで,まじめにその処方を書いた者もあった。 F.レディは 17世紀後半に,ハエのうじの自然発生を実験により否定したが,微生物については多くの論争があり,19世紀の後半になって L.パスツールが微生物の自然発生も否定するまで続いた。(コトバンク


via:futurism / pnas / livescienceなど

☆俺は偶然やと思うのだが・・・!

人類の火星到達が遠のいた感。火星で危険な化学物質が発見される(英研究)
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 スコットランド・エディンバラ大学の研究チームが、火星の土壌に存在する酸化体、酸化鉄、紫外線エネルギー、過塩素酸塩という化学物質の組み合わせを調査したところ、地球起源の生体細胞には非常に有害である可能性が濃厚だと判明した。



 過塩素酸塩が酸化鉄と過酸化水素と混ざると、細胞に対する毒性が10倍にも高まった"毒薬カクテル”が出来上がる。これが将来的な火星関連ミッションを断念せざるを得ないような状況にしてしまうかもしれない。

 宇宙の専門家たちは、いつの日か赤い惑星を植民地にすることを夢見て、その最初の一歩として火星への有人飛行を実現すべく努力を続けている。だが、火星が人体に有害なバクテリアによって覆われていることが判明したとしたら、そうした努力も無駄になってしまうかもしれない。



 ハーバート・ジョージ・ウェルズの『宇宙戦争 』では、地球に襲来した異星人が人間には無害な細菌によって死に絶える姿が描かれていた。まさにこのストーリーを彷彿とさせる発見である。



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人類は火星の有害物質を克服できるのか?



 『Scientific Reports』に掲載された論文は、「火星の表面は栄養細胞に致命的で、地表と表面付近の大部分を居住に適さないものにしている」と論じている。



 エディンバラ大学のジェニファー・ウォズワース(Jennifer Wadsworth)氏は、「私たちの発見は、火星が宇宙ミッションに起因するバクテリアなどの物質で汚染されている可能性があることを示唆しています。火星ミッションの計画を練るにあたって、このことを考慮に入れるべきでしょう」とコメントする。



 現状では、イーロン・マスク氏のスペースXが火星有人飛行の開発競争において首位を走っているように思える。



 スペースXは2030年頃を目処に、火星へ人類を送り込もうと計画している。果たしてそれまでにこの問題がクリアされるのか?どうする、人類。



via:nature / independent / mirrorなど

☆科学者なら行く前から、考え着くやろ!
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