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時間






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単位



時間
相対性
  • 「時間や空間は絶対的なものではなく、立場によってかわる相対的なもの」(相対性理論)
  • 現代物理学の世界では時間は存在しないという。
  • 時間は、過去から現在、現在から未来へ一定に流れている。だが、それは単なる認識の問題でしかないとする。

  • アインシュタインの相対性理論では、唯一絶対の現在というものは存在しておらず、過去から未来に至る、あらゆる瞬間が等しく存在しているとする。いいかえれば、縦横に無限に連なるタナ(棚)があるようなもので、その棚のどこかに意識の光があたれば、そこが現在で、その近くの区画が過去や未来として認識される。
  • 時間が一定に、しかも一方向に流れていると考えるのは。あくまでも錯覚に過ぎず、実は棚の選択はランダムに行われているという。
  • 「空間がゆがんで時間の進み方が変わる」重力波が通ると、こんなことが起きる。

宇宙に逆時間領域
  • 「割れた卵が元に戻るように、時間が逆向きに流れている領域が宇宙に散らばっている。そんな新説を米クラークソン大学の物理学者ローレンス・シュルマン博士が20日、発表した。「コンピューターを使って統計的に宇宙の構造を研究するうちにこの新説を導き出した」という。
    同博士によると、その領域の中にいる限りは、時間は過去から未来へ普通に流れているようにみえる。一方、外の正常な宇宙から見ると、領域の中は時間の向きが逆になっている。

  • 「その領域に人がいたとすると、外からは若返っているように見える」という。
    正体が分かっていない暗黒物質は「こうした領域の物質かもしれない」と推測する。」

地球の自転により時空が曲がることが観測された
  • 1915、アインシュタインが提唱した「一般相対性理論」によれば、地球のまわりの時空(時間と空間)は、地球の自転によって「引きずられる」という。
  • 相対論では、時間と空間を一体のものとし、まとめて「時空」と呼ぶ。そして、この時空は絶対的に不変なものでなく、曲がることがあると説明されている。
  • 地球のような大きな質量を持つ物体のまわりで時空は曲がる。
  • さらに、地球が自転することにより、周囲の時空がひきずられて渦を巻くように曲がるという。
  • 自転による時空が曲がる効果を「時空のひきずり効果」と呼んでいる。
  • 一般相対性理論は、曲がった時空をジャイロが通過すると、回転軸の無機に変化が生じると予言。
  • 2004年4月、NASAは非常に精密なジャイロを積み込んだ衛星「GPーB」を打ち上げた。1年半の観測結果を5年半かけて解析し、2011年5月にその結果を発表した。
  • GP−Bのジャイロの回転軸は1年間で、質量による時空の曲がりの効果により0.0018度、時空のひきずり効果により0.000011度、最初の状態からずれたと発表。理論的予測とほぼ一致するという。


異なる重力・・・・時間にズレ
  • 2016年、東京大学の香取秀俊教授らは160億年の間に1秒しかズレないという超精密な時計を使い、2つの地点の標高差を突き止める手法を開発した。
  • 標高によって異なる重力から生じるわずかな時間の差をとらえ、東京と埼玉の15bの標高差を算出した。
  • 超精密な「光格子時計」はレーザー光で空間を作り、そこへストロンチウムの原子を閉じ込めて振動数を測り、1秒の長さを決める。
  • 現在のセシウム原子を使う標準時計より格段に精度が高い。
  • アインシュタインの相対性理論では、地球上の標高が低い場所ほど重力が大きく、時間の進み方が遅くなる。
  • 今回は光格子時計を東大(文京区)と直線距離で15`離れた理化学研究所(埼玉県和光市)に設置。

  • 原子の振動数を3日間比べると、東大側がわずかに遅くなっていた。
    • ズレを秒数に直すと0.4ナノ秒で、
    • 標高差に換算すると東大側が約15b低い
    という結果になった。
  • 実際の標高差とほぼ一致した。
  • 火山活動でマグマが地下にたまると、近くの重力がわすかに変わる。







地球の自転の歴史
紀元前
4000年頃
エジプト人が太陽の傾きから1日を12等分で分割。
1543年 ポーランドのコペルニクスが地動説。
1656年 オランダの天文学者ホイヘンスが振り子時計を開発、秒単位の計測が可能になった。
1851年 フランスの物理学者フーコーが巨大な振り子を用いて地球の自転を実験で証明。
1884年 国際会議で、地球の自転に基づき[秒]を設定。
1956年 地球の公転周期に基づき[秒]を設定。
1967年 セシウム原子の振動に基づき[秒]を設定。 (原子時)
1972年 うるう秒をスタート。





誤差300億年に1秒
  • かっては1秒の長さは地球の自転を基準にしていた。
  • その後、マイクロ波の共鳴周波数をもとにする原子時計ができた。
  • (イオントラップ方式)
  • 香取秀俊・東京大学教授が発明したのが光格子時計。目指すのは18ケタの精度(1/300億年)。
  • アインシュタインの相対性理論に従う時間の進み方の変化が体験できるレベルの時計。
カーナビゲーション
  • 全地球測位システム(GPS)は位置把握に正確な時計が必要なため原子時計を搭載している。
うるう秒
  • 2015年7/1に1秒のうるう秒
  • 日本の標準時刻を管理する独立行政法人情報通信研究機構と総務省は、地球の自転のわずかな遅れに合わせて標準時刻を修正する。
  • 7/1の午前8時59分59秒と9時00分の間に「8時59分60秒」を入れて、1日を1秒長くする。
  • 全世界で同時に実施する。





《倶舎論》(くしゃろん)の時間
  • 北インドのガンダーラのバラモン階級出身の僧「世親」が書き、「玄奘三蔵」が漢訳した《阿毘達磨倶舎論》では、
    1. 宇宙が形成されていく時期:成劫(43億2000万年)
    2. 宇宙が持続されていく時期:住劫
    3. 宇宙が消滅していく時期:壊劫
    4. 宇宙が消滅して何もなくなった状態が持続される時期:空劫。
    成・住・壊・空のワンサイクル:大劫(172億8000万年)






動物の時間
エネルギーと関係する(本川達雄・東京工業大学生命理工学部教授)
哺乳動物の心臓が1回ドキンと打つ時間=体重の1/4乗に比例。
       .ゾウは・・・・・・・・・3
       ハツカネズミ・・・・0.1秒。
  • 体の大きい動物ほど時間がゆっくりです。
    大きい動物ほど心臓はゆっくり打ち、長生きをする。
体重当たりのエネルギー消費量=体重の1/4乗に比例する。
  • 心臓が1回打つ間にゾウもネズミも同じ量のエネルギーを使う。
    エネルギーをたくさん使って速く生きる奴は速く死ぬ。
動物では、エネルギーを使えば使うほど、時間が速く進む。
体重あたりのエネルギー消費量は、子供の方が多く、年とともに減ります。
  • だから、子供の時間は速い。そこで1日24時間という物理的な時間を考えると、その間に子供はたくさんなことをやっている。
    年をとれば何もしなくなる。子供の1日は当然、長く感じられるし、老人の1日は速くすぎることになる。
ジャネーの法則というのがあって、時間の感じ方は年齢に逆比例して、子供は長く感じるという。





心の時間さかのぼり認識
時間は客観的な存在であると同時に、主観的な存在でもある。
客観的な時間、すなわち物理的時間は時計で測れる。一方、私たちの心の中の時間は客観的には測れない。
では私たちの心の中の時間の流れは、どのようにして決まっているのだろうか?
ある時、「相対性理論の意味は何ですか?」と質問されたアインシュタインは「かわいい女の子の隣に座っていれば1時間でも1分に感じるが、熱いストーブの近くにいると。1分が1時間にも感じられるということです」と答えたという。もちろん、ジョークではあるがアインシュタインの言葉は、私たちの心の中の時間の流れを捕らえている。心の中の時間は、物理学的な時間とは一致しない。
脳内の神経細胞(ニューロン)の活動は物理的な時間の中で起こる。私たちの意識は、結局のところニューロンの時間(すなわち物理的時間)と何らかの関係を持っていると予想される。
米国の神経性理学者ベンジャミン・リベットは、一連の実験で心の時間とニューロンの時間の間の興味深い関係を示した。彼は脳外科の際に患者の脳を刺激するなどして、脳のニューロンの活動とそれによって「引き起こされる感覚の間の関係を研究した。リベットによると、私たちがニューロン群の活動を意識するためには、ある一定の時間(典型的には0.5)活動が維持しなければならない。一定の時間以下しか継続しないニューロンの活動は、意識に上らないという。
さらに彼は、ニューロンの活動の結果生じる感覚が、心の時間の中でどの瞬間に起こったと意識されるかを研究した。その結果、主観的な時間の中では、感覚は活動開始から0.5経過して「意識に上る必要条件」が満たされた瞬間ではなく、ニューロンの活動が始まった瞬間に起こったように感じられることを見いだした。感覚が生じるためには、0.5のニューロンの活動が必要だが、その感覚の近くは「心の時間」の中で0.5秒の経過時間の最初に「引き戻される」のである。
リベットの実験は、扱っているテーマが難しいだけに、その解釈を巡っては現在も様々な説がある。いずれにせよ、彼が心の時間とニューロンの時間の関係を考える上で重要なヒントを提供してくれたことは間違いない。
時間の感覚を巡っては、初めてみた景色なのにすでに見たことがあるように感じる、いわゆるデジャビュ(既視感)など、様々な不思議な心の働きがある。時間はある程度の定量的な扱いが可能だけに、脳と心の関係という難しい問題に挑戦する際の、最初のターゲットになる可能性を秘めている」





時間感覚生む2種類の記憶
「私たちが感じる感覚の中で、時間の流れの感覚は、最も不思議なものの1つである。過去の出来事は、たとえ1前のことでも、もう変更することが出来ない。未来は、たとえ1後でも、何が起こるか分からない可能性を秘めている。私たちの心の中の「今」には、過ぎゆくものへの名残惜しさと、これからくるものへの緊張が同居している。
こうした心理的な「今」の感覚は、直前に起こったものの記憶を保持したり過去に起こった記憶を読み出してアクティブな状態に保ったりする「ワーキングメモリー」の働きと関連している。
ワーキングメモリーは、大脳の前側の前頭連合野と呼ばれる部分で担われている。メモリーの容量には限りがあり、1956年のミラーの古典的な論文で報告されたように、7個前後のものしか記憶できないとされる。新しいものを取り入れるためには、今あるものを消去しなければならない。このようなワーキングメモリーの性質が、私たちの時間の流れの感覚と関係しているのかもしれない。
心理的な現在が積み重なると、さらに、1日、1年といった、長い時間の流れが生まれてくる。このような長いスパンの時間の流れの認識は、神経細胞間の結合強度の変化として蓄えられる長期記憶によって支えられている。
脳のほぼ中央、大脳皮質の下部にある「海馬」という領域が損傷を受けると、新しい長期記憶を形成することが出来なくなる。その結果、深刻な記憶障害に陥る、
医者が、海馬の損傷による記憶障害を持つ患者に「初めまして、私が担当の茂木です」と自己紹介する。そして、診察室を出る。約1分後に診察室に戻る。再び「初めまして、私が担当の茂木です」と自己紹介すると、患者は不審なそぶりも見せずに。「初めまして」と言う。「お会いしたのは、これが初めてですよね」と言うと、患者は100%の確信を持って、「ええ、これが初めてです」と答える。このような症状が現れる。
英国ケンブリッジにあるMRC研究所のバーバラ・ウィルソン博士が研究したある患者は、数年の間、毎朝、自分がその日に事故後始めて意識を取り戻したと思っている。この間、毎日の出来事を詳細に記しているのだが、そのことを覚えていない。自分が書いた日記を見ても、「確かにこれは私の筆跡だ。でも、私が書いたものではない」と主張する。そして、「一体、誰が、私の筆跡をまねてこんなものを書いたのだろう」と不思議がる。介護する妻は「まるで夫の人格が無くなってしまったようだ」と証言する。
新たな長期記憶を形成出来ない患者は。ワーキングメモリーの支える時間の感覚だけを持つ。いわば、「永遠の現在」に閉じこめられた状態になってしまうのである。
ワーキングメモリーや長期記憶は、心の中の時間の流れと深く関わっている。
脳の中の記憶のメカニズムを探ることは、科学的にも医学的にも、さらには哲学的にも重要な問題なのである」







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