島を空に浮かべるには

空に浮かぶ島、または山というものは、いろいろと想像力をかき立てる。 下界を支配する城、または要塞をイメージする人もいるだろうし、より天界に近い聖地と見る人もいるだろう。

ワシの場合は、どうやって浮かんでいるのかが、気になって仕方ない。

アバター』のハレルヤ山

映画『アバター』では、アンオブタニウムという常温超伝導物質を含む山が、地上の磁場に反発して浮かんでいるらしい。 ちなみに、unobtanium の語源は unobtainable だろう。「手に入れることができない」という意味である。 映画のドラえもんに出てきた架空の鉱物「メズラシウム」と同じくらい素晴らしいネーミングかもね。

映画『アバター』のハレルヤ山は、強力な磁力によって重力に逆らって浮かび、「ピン止め効果」によって一カ所にとどまっているわけだから、停止しているリニアモーターカーのようなものだ。 SFや疑似科学に登場する、いわゆる反重力物質ではないわけだ。

反重力物質による浮遊

天然の反重力物質があったとして、反重力物質を含む山が一度地表を離れたら、そのままどこまでも昇っていってしまうのではなかろうか。 地表から離れるほど重力(地球の引力)は弱くなる。 反重力物質の斥力は、重力と同じように弱くなるのだろうか。 斥力の弱まり方が重力よりも大きい場合、山はどこかの高度で止まるだろう。 しかし、一箇所にとどまっているとは考えにくい。 空飛ぶ山は風に吹かれて流れて行き、重力異常で重力の強い地域に溜まったりして……。 ラピュタの吹き溜まりである。

残念ながら、磁力による斥力のような、重力に対する反重力は考えにくい。 重力は質量による空間の歪みである。 三次元の宇宙を一次元減らして、二次元の平らなゴムのシートと考えよう。 恒星や惑星などの大きな質量を持つ物質は、そのゴムシートを凹ませる。 衛星や人工衛星は、そのくぼみ(重力井戸)の周囲を落ちない程度の速さで回っているのだ。

重力井戸と宇宙船

したがって、反重力というものがあるとすれば、ゴムシートのくぼみを押し上げて平らにするような働きをするのだろうか……。 今のところ、そのような作用をする物質やエネルギーは発見されていない。 もちろん、発見されていないだけで、存在しないと言い切ることはできないわけだが。

ちなみに、風船や飛行船がふわふわと浮いているのは、単位体積あたりの重さ(比重)が、周囲の空気と同じ重さだからだ。 ゴムやアルミのフレームなどの空気より重い物質できた入れ物に、ヘリウムなどの空気より軽い物質を入れて、浮力を調整している。

空に浮かぶ雲

さて、現実的に、自然現象で空に浮かぶものといえば、まず雲が思い浮かぶ。 雲は細かな水滴や氷の粒の集まりだ。 当然、空気より重いのだが、どうして浮いていられるのだろうか?

2012年7月、莢雲(レンズ雲)

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答えは、風(上昇気流)に吹き上げられているからだ。 実際に、山に登って雲の中に入ってみると、絶え間なく流れて行く風に乗った水の粒であることがよくわかる。

それだけではない。 雲を形作る水の粒は、結ばれては消えて行く。 多量の水蒸気を含む空気が昇って行くと圧力が下がって温度が下がり(断熱膨張)、露を結ぶ。 その露は温度が高ければ雨、低ければ雪となって地上へと落ちて行くかも知れない。 あるいはさらに上空へ昇るうち、太陽の熱で水蒸気に戻るかも知れない。 いずれにせよ、雲は消える。

雲は一定の塊として浮かんでいるのではなく、塊のように見えているだけで、常に作られつつ、消えているのである。


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Last-modified: 2013-03-30 (土) 00:07:14 (2368d)