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時間

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1: 2018/06/23(土) 22:40:22.14 ID:CAP_USER
人類を未来へ連れて行ってくれる「タイムマシン」が開発されるのは、もはや時間の問題と言っていいでしょう。

2015年9月にロシアの宇宙飛行士であるゲンナジー・パダルカ氏は、「ISS(国際宇宙ステーション)」から地球に帰還しました。
 
 このミッションは彼にとって6度目の宇宙滞在であり、地球大気圏外の累積滞在時間で879日という新記録を樹立しました。
そして、地球の軌道上を高速で周回するISSで計2年半を過ごしたことで、パダルカはタイムトラベラーにもなりました。アインシュタインの一般相対性理論を身をもって体験したのでした。
 
「パダルカ氏が今回宇宙から帰還したとき、彼は44分の1秒未来の地球に来たことになります」、そう話すのはプリンストン大学の物理学者で、2001年の書籍『Time Travel in Einstein's Universe』
(邦題『時間旅行者のための基礎知識』)の著者であるJ・リチャード・ゴット氏。
さらに重ねて、「彼は文字通り、未来に降り立ったんです」とゴット氏は強調して語りました。

 地球で過ごしていた場合よりも、コンマ数秒分若くなったということにそれほどの驚きはないかもしれません。
ですがゴット氏によれば、それでもパダルカ氏は、現代のタイムトラベル記録を塗り替えたことになると言うのです。

 名画『バック・トゥ・ザ・フューチャー』のデロリアンのような形ではありませんが、タイムトラベルはまったくのフィクションではないのです。ゴット氏のような天体物理学者たちの中には、タイムマシンの実現に関して確信をもっている人も少なくないのです。

 そして、そこでその鍵となるのが、パダルカ氏のいた「ISS」の軌道周回速度をはるかに上回る強烈なスピードなのです。

■タイムトラベル短期集中コース

20世紀までは、「時間」というものは完全に不変なものであり、タイムトラベルは科学的に不可能だと考えられていました。
 
 アイザック・ニュートンは1680年、「時間は外部の力や場所の条件に関わらず、宇宙全体で一定の速さで流れる」と考えました。
そしてその後、2世紀にわたって科学界はニュートンの理論を基礎としてきたのです。
そこに、その後登場したのが26歳のアルバート・アインシュタインでした…。
 
 アインシュタインは1905年、「特殊相対性理論」の論文を発表。その後、この枠組みを使って10年後に「一般相対性理論」をまとめました。
 
 宇宙に関するアインシュタインの決定的な予想は多くのものをもたらしました。
そのなかでも注目すべきは、「時間」に関係しているものです。もっとも注目すべきは、「時間は速度によって伸び縮みし、物体や人がどのくらいのスピードで動いているかによって、遅くなったり、早くなったりする」という考え方です。

 1971年、科学者は4つのセシウム原子ビーム時計を旅客機にもち込んで世界を飛び回り、その後、地上に置いた時計と比較する実験を行いました。この結果、微小な時間差が生まれたことにより、アインシュタインの発見が正しかったことを証明したのです。
また、あなたが使うスマートフォンのなかにも、アインシュタインの理論を立証するある技術が搭載されているのをご存じですか?

「アインシュタインの一般相対性理論がなければ、人間が使うGPSシステムは正常に動作しないでしょう」
…そう話すのは宇宙物理学者で、書籍『Time Traveler: A Scientist's Personal Mission to Make Time Travel a Reality』
(邦題 『タイム・トラベラー タイム・マシンの方程式を発見した物理学者の記録』)の著者であるロン・マレット氏。

https://esquire.jp/var/mensclubjp/storage/images/lifestyle/tech/timemachine18_0622/01/1623208-1-jpn-JP/_1_rect980.jpg

関連動画
Why GPS wouldn't work if we didn't know about relativity
https://youtu.be/HiFW2d2gvt8



https://esquire.jp/lifestyle/tech/timemachine18_0622/01/

 伸びたり縮んだりするという時間の概念のほかにも、アインシュタインは光の速度を計算しました。
秒速30万kmというこの数字を、アインシュタインは「究極の速度制限(ultimate speed limit)」と表現しました。
人がベンチに座っていても、宇宙船で旅行していても、光速は不変と説明しました。

 アインシュタインは時間の概念に関する理論の最後の部分で、「重力もまた、時間の流れを遅めている」ということを示唆しています。
つまり太陽や木星、地球のような巨大な天体に囲まれた広大な空間のように、重力が弱い場所では時間が速く進むということになるのです。

 あれから1世紀が経ち、これらのアインシュタインの理論はうまくまとめられ、現代の天体物理学の基礎となっています。そして、それは高度な数式たちに圧倒されることによって、多くの人が肝心なことに気づかないままアインシュタインの偉大さに酔いしれているのです。
それは何かというと、アインシュタインはタイムトラベルが可能であることも証明していたということなのです。

■素粒子タイムマシン

実際、「タイムトラベルは可能だ」という理論だけでなく、現時点で実現しているのです。
とはいっても、よくあるSF映画のようなタイムマシンでのタイムトラベルのようなものではありません。

 宇宙飛行士のパダルカ氏の話に戻りましょう。
 
 彼のタイムトラベルは、44分の1秒未来というあまりに僅かなものでした。
ですが、これはその速度がわずか時速2万7000kmほどだったためなのです。
この数字は少なくとも光速に比べれば、あまり速いものとは言えません。
ですが、人類が地球の静止軌道における衛星などの周回速度よりも、はるかに速い乗り物を作ることができたとしたら何が起こるでしょうか!?

 これは商用ジェット旅客機(時速800〜950km)、あるいは国際宇宙ステーション(ISS)へ向かうロケット(時速4万km)といった、現在目にすることができたり、またはそれを応用すれば容易く想像できたりする代物(乗り物)でもないことは確かです。
光速(秒速30万km)に限りなく近い速度が出せる、それは何らかの乗り物なのです。

「素粒子レベルでは、これは実現しています。例としては、大型ハドロン衝突加速器があります。
これは日常的に亜原子粒子を未来に送り出しています」と、マレット氏。

 この加速器では、陽子を光に限りなく近い速度(99.999999%)にまで加速させることができるのです。
そして、このときの陽子の相対時間は、静止状態の人間の観察者の時間に比べて6900倍ゆっくり動くわけです。
ですから、人類はすでに過去10年間にわたって未来に原子を送り出してきたことになるのです。
とはいえ、人間を未来に送り出すとなれば話は別…。

 ゴット氏によれば、人類が亜原子粒子を日常的に光の速度近くまで加速させることができれば、概念上ですが、人間を未来へとタイムトラベルさせることはシンプルに考えられるだろうと言っています。

「西暦3000年の地球を訪れたければ、光の99.995%の速度が出せる宇宙船をつくり、それに乗るだけのこと」と、ゴット氏。

 では、2018年の現在、人間がそのような宇宙船に乗って、500光年弱離れた惑星(たとえば「ケプラー186f」)に着陸したとします。
このとき、彼らが光の99.995%の速度で旅をしたとすれば、もちろんこれはほぼ光速なので、およそ500年で着くでしょう。

続きはソースで

https://esquire.jp/lifestyle/tech/timemachine18_0622/01/

ダウンロード (3)

引用元: 【相対性理論】「タイムマシン」は原理的に製造可能[06/23]

【相対性理論】「タイムマシン」は原理的に製造可能の続きを読む

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1: 2018/05/30(水) 08:08:02.83 ID:CAP_USER
近年、義手や義足の技術には機械学習が用いられるようになり、スムーズな動作を行えるようになりましたが、学習に時間がかかってしまうという欠点がありました。
ノースカロライナ大学チャペルヒル校で医用生体工学の教授を務めるヘレン・ファン氏らの研究チームは、人体の神経筋の電気信号を一般化したモデルを構築することで、学習をほとんど必要とせず、スムーズに手首などの関節を動作させる義手の開発に成功しました。
https://i.gzn.jp/img/2018/05/30/prosthesis-hand-computer-model/00_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/05/30/prosthesis-hand-computer-model/01_m.jpg

Myoelectric Control Based on A Generic Musculoskeletal Model: Towards A Multi-User Neural-Machine Interface - IEEE Journals & Magazine
https://ieeexplore.ieee.org/document/8360946/?reload=true

Smart Prosthetic Devices Create Natural Motion by Predicting Movement
https://futurism.com/prosthesis-hand-computer-model/

腕や足など体の一部を事故などで失ってしまった人であっても、脳は欠損した部位に対して運動を指令する神経筋の信号を送っています。
これまで多くの技術者が開発してきた義手や義足などは、この信号を機械学習による学習法を使用することで、正確な動きを学習させるというアプローチが取られていました。

続きはソースで

関連動画
Model-based control on DEKA hand (Courtesy of Neuromuscular Rehabilitati... https://youtu.be/fMyg7swV12U



GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180530-prosthesis-hand-computer-model/
no title



引用元: 【機械工学】〈動画〉「学習をほとんど必要としない」義手が開発される[05/30]

〈動画〉「学習をほとんど必要としない」義手が開発される の続きを読む

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1: 2018/06/07(木) 02:15:56.79 ID:CAP_USER
■ハードル低めの「断食風ダイエット」、ファイスティングの健康効果に専門家も注目しているが、拒食症や過食症のリスクが

食べたい物を食べながら、健康な体とスリムな体形、長寿を手に入れたい――。
そんな願いをかなえてくれそうなのが「インターミッテント・ファスティング(断続的断食)」。
確かに魅力的だけど、ちょっと信じられないって? そう思うのも無理はないが、これが最もヘルシーな食事法である可能性を示唆する証拠は増えている。

インターミッテント・ファスティングは食事の時間を限定する食事法の総称だ。
例えば一般的な「5:2ダイエット」はカロリー摂取量を週2日だけ500キロカロリーに制限し、残り5日間は推奨量に戻す。
「16:8ダイエット」は1日の食事を8時間の枠内に制限。「日替わり断食」は普通の食事と断食を1日おきに繰り返す。

こうしたプチ断食は減量のほか、心臓病や癌のリスク低下、寿命の大幅な延長など健康面で多くの効果が確認されてきた。
アラバマ大学バーミングハム校の研究者らは最新の研究で、糖尿病予備軍の男性8人を対象に1日の食事を早い時間に済ませる「eTRF(early time-restricted feeding)」の効果を検証した。

最初の5週間は食事できる時間枠を1日6時間とし、最後の食事は午後3時までに終了。
さらに2週間のリセット期間を挟んで、食事できる時間枠を1日12時間に拡大して5週間、計4カ月にわたって実験を行った。こうした臨床実験では珍しく、必要に応じてスカイプも利用し、毎回食事の様子を観察した。

■意志の強さが試される

その結果、eTRFは糖代謝率を向上させ、インスリン感受性(インスリンの働きやすさ)も高めるらしいことが分かった。
血圧と酸化ストレスも低下した。いずれも体重は落とさずに、だ。

今回の実験は小規模だが、最近提唱されたeTRFを人間で検証した初のケースであり、また非常に厳密で管理された実験手法も栄養学の研究としては異例だと、ロンドン大学ユニバーシティーカレッジ(UCL)健康加齢研究所のジェームズ・キャターソン(今回の実験には関与せず)は指摘する。

これまでの研究でも、断続的な断食の効用は多くの生物で認められていると、キャターソンは言う。
「バクテリア、イースト菌、線虫、マウスなどで断続的断食による健康・長寿効果が認められる」

WHO(世界保健機関)が肥満を21世紀最大の公衆衛生上の課題の1つと位置付ける時代だけに、研究者や臨床医は興奮気味だ。「こうした方法なら、食べられない時間は1回連続24時間までなので、それほど口寂しさを感じずに済む」と、英栄養士会のリニア・パテルは言う。
「この種の食事パターンなら、カロリーの低い食事ばかりで代謝が落ちるのを予防する効果も期待できる」

続きはソースで

https://www.newsweekjapan.jp/stories/assets_c/2018/06/magw180605-fast-thumb-720xauto.jpg

ニューズウィーク日本版
https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2018/06/post-10313.php
images


引用元: 【医学】ファスティング(プチ断食)は本当に健康にいい?[06/06]

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1: 2018/05/22(火) 20:43:31.57 ID:CAP_USER
京都大大学院薬学科のジャンミッシェル・フスタ講師、岡村均特任教授らの研究グループは生物の体内時計の24時間周期を決める酵素を発見したと発表した。
体内時計をコントロールする「時計遺伝子」のたんぱく質を安定化させる酵素で、ネズミで多く発現させると体内時計の進みが遅くなった。逆の働きをする酵素もあり、この二つの酵素のバランスで体内時計の周期が決まっていることを突き止めたという。
成果は22日、米国科学アカデミー紀要(PNAS)電子版に掲載される。

 体内時計は朝に目を覚まし、夜になると眠くなるような24時間のリズムを作り出し、動植物の行動を支配している。
昨年のノーベル医学生理学賞は、これを制御する時計遺伝子「Period(ピリオド)」を発見し、仕組みを解明した米国人研究者ら3人が受賞したが、どうやって「24時間」の周期が決まるのかは分かっていなかった。

続きはソースで

毎日新聞
https://mainichi.jp/articles/20180522/k00/00m/040/178000c
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引用元: 【遺伝子】京大チーム体内時計の24時間周期を決める酵素を発見[05/22]

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1: 2018/05/29(火) 22:28:04.68 ID:CAP_USER
オーストラリアとスイスの研究チームが"Flux Capacitor"を開発したと学術誌Physical Review Lettersに発表しました。
Flux Capacitorといえば、映画「バック・トゥ・ザ・フューチャー」シリーズに登場するタイムマシン(デロリアン)が、時間移動をするために使う"次元転移装置"のこと。チームが開発したフラックスキャパシターの回路構造もそれにそっくりです。
研究は主にオーストラリアの研究機関Centre for Engineered Quantum Systems (EQUS)と、Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET)が協力して行いました。

FLEETのJared Cole氏は「このデバイスは電気抵抗がゼロになる超伝導体で構成される2つの回路から構成され、そのひとつは映画に出てくるフラックスキャパシターのデザインにそっくりです」、さらに「回路に信号を通すと、磁束による量子トンネル効果と呼ばれる現象によって回路に配置したキャパシターの周りを流れます。
このとき、時間反転対称性と呼ばれる物理学的特性が破れます」と説明しています。

われわれ素人が「時間反転対称性を打ち破る」などと聞かされると・・・

続きはソースで

関連ソース画像
https://s.aolcdn.com/hss/storage/midas/4f1435bc96bf6dfdd7dc6ce33dfb24dd/206410319/main.jpg
https://s.aolcdn.com/hss/storage/midas/8e814ceb1d546e71aef76de58dfd0e8f/206410325/circulator1.gif

https://japanese.engadget.com/2018/05/29/flux-capacitor/
ダウンロード (9)


引用元: 【話題】『バック・トゥ・ザ・フューチャー』の次元転移装置?物理学者が「時間反転対称性」破るFlux Capacitorを開発

『バック・トゥ・ザ・フューチャー』の次元転移装置?物理学者が「時間反転対称性」破るFlux Capacitorを開発の続きを読む

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1: 2018/05/22(火) 23:00:14.08 ID:CAP_USER
 英独学術出版大手のシュプリンガー・ネイチャーは3月、日本の大学の論文が、物理や生物など自然科学の主要誌に掲載された割合のランキングを発表しました。
各大学で2012年から17年、発表された論文総数のうち、68誌に載った数を研究効率の指標としたものです。
トップは学習院大学でした。2位は東京大学で、甲南大学、京都大学と続きます。
調査では「比較的に小規模の大学の健闘が目立つ」との指摘をしていますが、どんな要因があるでしょうか。

 シュプリンガー社は世界の研究機関について調べていますが、質の高い論文の執筆者に取り上げられた、
学習院大理学部の田崎晴明教授によると「若手として着任した際の雑務は、年が上の教員がやってくれた」とのことです。
「(雑務の分まで)研究に集中し、良い成果を出してください」と言われたことが良いプレッシャーにもなったと振り返ります。
同学部は今でも、40代までの研究者には、研究と直接関係のない雑務をさせない方針を取っているようです。

 甲南大理工学部の日下部岳広教授は15年、主要誌の一つ、英科学誌ネイチャーに論文が載りました。
同大が上位に入った要因について、日下部氏は「若手にも自分のやりたい研究ができる環境が整っている」と話します。
甲南大では、着任時から先輩教員と同じ広さの研究室を与えられ、大学からの研究費の配分も変わらないといいます。

 一般的には、若手は研究意欲が比較的旺盛とされているにもかかわらず、研究時間が十分に取れないとされます。
両大学は、若手時代から環境を整え、将来にわたる研究の総量を確保しているといえそうです。

 もっとも、シュプリンガー社の指標は各大学の論文数が分母となるため、どれだけ多くの論文を発表したのかではないことに注意が必要です。
調査では、日本全体で主要誌への掲載論文数が減少傾向にあることも指摘しています。
12年から16年までの5年間に20%程度減り、17年も前年比3.7%減りました。
量からみた研究効率を上げるには、自由な研究環境だけでなく、従来より論文の発表頻度を評価する仕組みも必要そうです。

社会科学でも、似た課題がありそうです。

続きはソースで
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引用元: 【話題】論文掲載効率トップに学習院 「小規模大」健闘の秘密[05/22]

論文掲載効率トップに学習院 「小規模大」健闘の秘密の続きを読む
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