わけいの多肉ブログ

アクセスカウンタ

zoom RSS 単位:京とP(ペタ)を考えてみる(その2)

<<   作成日時 : 2018/11/03 21:35   >>

なるほど(納得、参考になった、ヘー) ブログ気持玉 84 / トラックバック 0 / コメント 2

●基本単位が不変・普遍と考えられる定数あるいは特性値で定義
前回の記事で、「来年のこの日に合わせて新定義が施行され、すべての基本単位が不変・普遍と考えられる定数あるいは特性値で定義されるという、歴史上の記念すべき非常に意味のある日になる・・・のですね。」と書きましたが、7つの基本単位の中で、その意味についてですが、・・・
(前回の記事「単位:京とP(ペタ)を考える(その1)」のリンクはこちら

@長さ(m、メートル)〜真空中で1秒の299 792 458分の1の時間に光が進む行程の長さ
B時間(s、秒)〜セシウム133の原子の基底状態の2つの超微細準位の間の遷移に対応する放射の周期の9 192 631 770倍に等しい時間
と、すでに不変・普遍と考えられる定数あるいは特性値で定義されています。

残る、5つの基本単位についてですが、新定義に改定する4つの基本単位については、
A質量(キログラム・kg)は、プランク定数を正確に「6.626070150×10^-34Js」と定義することで、
C電流(アンペア・A)は、電気素量を正確に「1.602176341×10^-19C」と定義することで、
D温度(ケルビン・K)は、ボルツマン定数を正確に「1.38064903×10^-23JK^-1」と定義することで、
F物質量(モル・mol)は、アボガドロ定数を正確に「6.022140758×10^23mol^-1」と定義することで、
不変・普遍と考えられる定数あるいは特性値で定義されることになります。

残るE光度(カンデラ・cd)は、光のエネルギーを示すため「時間・長さ・質量」に依存して決まることになりますが、依存する単位の定義がすべて不変・普遍と考えられる定数あるいは特性値で定義されるので、E光度(カンデラ・cd)も不変・普遍と考えられる定数あるいは特性値と考えていいですね。

●前回の「単位:京とP(ペタ)を考えてみる(その1)」 の記事の補足
・「単位の基準を決めるのは誰?」のところで、「国際度量衡総会」が決めると書きましたが、そもそも「度量衡」(どりょうこう)とは聞きなれない言葉ですが、「度=長さ、量=容積、衡=質量」に由来し、単にこの意味だけでなく、それらを含めた各種の数値を測定する基準となる単位の意味で使われているようです。
・接頭語の大きな単位は、「ヨタ(10^24・Y)」まで紹介しました。正式に「国際度量衡総会」で決められているのは「ヨタ(10^24・Y)」までですが、巷ではそれ以上の(ジョークの様な)単位もあり、それは米国の5人兄弟のコメディアンの名前(Mark Brothers)にちなんだもので、5人の名前に因んだ(ハーポ(10^27・Hr)、グラウチョ(10^30・Gc)、ゼッポ(10^33・Zp)、ガンモ(10^36・Gm)、チコ(10^39・Ch))がありますが、これらが正式に採用されることはあり得ないと思います。
・接頭語は3桁単位で決められていますが、使用頻度の高い「10^3〜10^-3」の間は1桁単位で決められています。

●コンピュータの記録容量の変化
単位の桁数を押し上げてきたのは、なんと言ってもコンピュータです。
その処理速度と記憶容量と特にインターネット普及後の通信速度です。
この中でも、桁数が極端に大きくなったのは「記憶容量」です。

私が初めて自費で購入したコンピュータは、記録装置は何とカセットテープでした。
音楽用に使っていたごく普通のカセットテープレコーダーをパソコンに接続して使いました。
なので、記録容量はテープの長さ(30分用、60分用、90分用など)に依存し、記録容量は分かりません。
プログラムやデータ自体が小さいのでほんの微々たるものだったかもしれません。

その後、フロッピーディスクが使える装置を購入しましたが、そのフロッピーの容量は数種類あり、最大でも1メガ程度でした。
この、フロッピーディスクでメガという単位を初めて知ったのですが、メガの時代は結構長く続きました。
後に高価なハードディスクを購入しましたが、自費で購入できるのはせいぜい10-20MB程度でした。
当時は、プログラム自体が1枚のフロッピーディスクに収まる程度で、しかもそのフロッピーには同時にOSも入れていたのです。つまり、OS+ソフトウェア<1メガ程度だったということです。

CDROM(500-600MB)が登場するまでの間、色々な記録媒体が登場し短期間に消えました。
購入したことは覚えていますが、名前をよく覚えられない程度の短期間の寿命でした。

ハードディスクも容量が次第に大きくなりギガの時代になりました。
CDと同時代にDVD(4.7GB)も登場し、ギガと言う単位が浸透してきました。
また、このころいつの間にやらフロッピーディスクは消滅し、PCにもフロッピーディスクを読み取る装置が消えていました。
メディアもSDカード以前は色々な規格・形体のものがありましたが、次第に淘汰されSDが主流になってきました。USBメモリーは今でも残っていますが、カメラや携帯やスマホで使えないことからこの先は長くないかもしれません。
DVDに代わってブルーレイディスクが登場し4.7ギガから25ギガにアップしました。
私のハードディスクは、内蔵1テラ、外付け3テラバイトの合計4テラバイトの容量ですが、少しでも節約するために、もっぱら書き換え可能なブルーレイディスクに大きな容量のファイルを保存しています。

各種のクラウドサービスが一般化する中で、無料サービスの多くは5-10ギガバイト程度です。
ブルーレイディスクはそれ以上なので、重宝します。
SDカードは規格がバージョンアップし、最終的にはギガの上の単位のテラまで発表されているらしいですが、コスト的に手が出ません。
※SDカード〜2GBまで対応、SDHCカード〜32GBまで対応、SDXCカード〜2TBまで対応
※新しい規格のメディア〜XQDカード(例:256GB 43,210円)、CFastメモリーカード(例:256GB 85,989円)など容量だけでなく、書き込み・転送速度を重視した主に(プロの)カメラをターゲットにした規格のようだ。

現時点では、記憶メディアの容量は数テラ単位のとこら辺りにいるので、その上の単位のペタまでは時間がかかりそうだ。

●100歳まで生きてやっと31億秒
10月25日のブログの記事で、100歳まで生きても31億秒しか生きていないことになるとの旨を書いた。
(その時の記事「今年は栞寿の年」のリンクはこちら
63歳5カ月3日で20億秒達成、95歳1か月17日で30億秒達成、100歳で31.5億秒達成で、
この調子では「京秒」どころか「兆秒」達成するためには、、仙人になるしかないと思いますが、仙人でも何しろ10万歳で3兆1500億秒になりますが、相当な修行を要し、並みの仙人では難しいのではと推測します。ちなにみ、1億歳で3京1500兆秒に達しますが・・・。

●ボイジャー(Voyager)の位置
画像
日本時間2018/11/03-13:40頃のNASAのデータ

2つのボイジャーは、現在どの辺りの宇宙空間にいるのだろう?
特に、ボイジャー1号の方は、人類史上初の「恒星間空間に到達した人工天体」といわれ、人類が作った物体で、最も地球から遠い所に位置するものだ。
上の画像はNASAが提供しているボイジャーの位置などに関するデータで、2018/11/03時点のもの。
ここから、2つのボイジャーに関する情報を見てみよう。

●ボイジャー1号
1977年9月5日打ち上げ
打ち上げからの経過時間: 41年1月28日経過
地球からの距離: 13, 427, 663, 842マイルの距離
 天文単位で: 144. 452 169 16の距離
片道光時間: 20時間1分22秒かかる距離
となっている。

●ボイジャー2号
1977年8月20日打ち上げ
打ち上げからの経過時間: 41年2月13日経過
地球からの距離: 11, 087, 293, 526マイルの距離
 天文単位で: 119. 274 925 16の距離
片道光時間: 16時間31分58秒かかる距離
となっている。

●上のデータから言えること
@1号と2号を比較すると、実は2号の方が先に打ち上げられている。
その差は、15日と22時間26分23秒早くボイジャー2号が打ち上げられたことになる。
当然、その分打ち上げからの経過時間が2号の方が多く経過している。

A地球からの距離は、後から打ち上げられた1号の方が地球から遠い位置にある。
先に打ち上げられた2号の方が太陽系の遠くの惑星まで観測するミッションが多かったために、太陽系を脱出するのが後になったためです。
地球から遠い方のボイジャー1号のデータで見ると、地球からの距離は「13, 427, 663, 842マイル」で、これをキロメートルに換算すると、「21 609 730 238. 14キロメートル」で、約216億キロメートル以上の距離のところに位置することになります。
なお、天文単位(AU)とは、天文学で使用する単位で、1天文単位は正確に「149 597 870 700メートル」と定義されていまので、計算すると上と同じ約216億キロメートルになります。

B片道光時間: 20時間1分22秒かかる距離
光の速度で「20時間1分22秒」距離のところにボイジャー1号が位置するということで、距離にすると当然Aと同じことですが、光速で20時間もかかるということは、地上とボイジャー1号とで通信するのに片道20時間で、往復だと40時間もかかるということになります。
ちなみに地球と太陽の距離は(楕円軌道のため一定ではないが平均して)約1億5000万キロメートル離れています。
実はAで登場した1天文単位は正確に「149 597 870 700メートル」は、地球と太陽の距離を天文単位として決めたことだったんですね。
光の速さは、秒速で約30万キロメートル「299 792 458 メートル/秒」なので、地球と太陽の距離は光速で「499.004783836秒」かかります。499秒は約8.3分かかることになりますが、ボイジャー1号の距離が天文単位で「144. 452 169 16」とありますから、ストレートに太陽の距離の144.45倍だと考えてもいいことになります。
(確かめる意味で計算すると、1号の天文単位の「144. 452 169 16」に「149 597 870 700メートル」を乗じると、「2.1609737e+13」の答えが返ってきますが、2.1609737×10^13=21 609 737 000 000メートルで約216億キロメートルになります。)

●さて、ボイジャー1号の距離ですが
本日の午後1時40分頃のボイジャー1号の地球からの距離は「21 609 730 238. 14キロメートル」ですが、これは「21 609 730. 238 14メガメートル」=「21 609. 730 238 14ギガメートル」=「21. 609 730 238 14テラメートル」となります。
ボイジャー1号の地球からの距離は約「21.6テラメートル」です。
これでは、まだ次の位のペタメートルに達しません。
ペタは10^15、テラは10^12ですから、ボイジャー1号の地球からの距離が1ペタメートルに達するまでには、現在の50倍進む必要があることになります。
ボイジャー1号の打ち上げが1977年9月5日で、この位置に達するまで41年かかっています。
観測のために寄り道して時間を費やしていますが、40年かかったとして計算すると1ペタメートルの位置に達するまでに、2000年近くかかることになります。
これって、西暦の紀元後に相当する年数ですね。
「1ペタメートル」ってのは、途方もない距離だということが分かると思います。

●余談ですが・・・
1977年のボイジャー打ち上げの6年後に、ユーミンがCDアルバム「VOYAGER」を1983年にリリースし、私もこれを購入しました。
なぜ、1977年から6年後なのでしょうか?
おそらくは、ボイジャーの打ち上げ時はさほど話題にはならず、1号の方は1979年に木星に接近、1980年に土星に接近したこと、2号の方は1979年に木星、1981年に土星、1986年に天王星、1989年に海王星に接近して探索をしています。
遅ればせながら、1980年代は太陽系の遠い惑星の映像が地球に送られてきて、結構話題になって注目されていたのではと、推測されます。
なお、「VOYAGER」はアルバムのタイトルであり、曲名ではありません。
このアルバムの中で私が知っている曲は「時をかける少女」だけです。


※長くなってきたので・・・
この続きは、「単位:京とP(ペタ)を考えてみる(その3)」に書きます。

テーマ

関連テーマ 一覧


月別リンク

ブログ気持玉

クリックして気持ちを伝えよう!
ログインしてクリックすれば、自分のブログへのリンクが付きます。
→ログインへ
気持玉数 : 84
なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー) なるほど(納得、参考になった、ヘー)
ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス ナイス
面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い 面白い
驚いた 驚いた 驚いた 驚いた 驚いた

トラックバック(0件)

タイトル (本文) ブログ名/日時

トラックバック用URL help


自分のブログにトラックバック記事作成(会員用) help

タイトル
本 文

コメント(2件)

内 容 ニックネーム/日時
わけいさん、初めまして。沢山の気持ち玉ありがとうございます。
おかげで、わけいさんのブログに立ち寄る事ができました。私には難しいかなと思いましたが、大変興味深い内容に驚きました。解らないながらもゆっくり読ませていただきます。これからもよろしく、ありがとうございました
かかと
2018/11/05 14:43
かかとさんへ
こんにちわ。
コメントありがとうございます。
忙しい皆様には、こういった記事は読んでいる暇はないと思います。
それに、解りやすく書くことを心掛けているつもりですが、投稿後に自分で読んでも、解りにくいと思う点が多くあり、その時点で修正したり(誤字・変換ミスも多いです(-_-;)しています。
もし解りにくいなど何でも気づいた点があれば、コメントいただければ、直します。
今後ともよろしくお願いします。
わけい
2018/11/08 12:40

コメントする help

ニックネーム
URL(任意)
本 文
単位:京とP(ペタ)を考えてみる(その2) わけいの多肉ブログ/BIGLOBEウェブリブログ
文字サイズ:       閉じる