よくある誤解と正しい知識

よくある誤解や勘違いを科学の視点から分かりやすく解説しています

カルシウムは白くない

カルシウムと言われて白を思い浮かべる人は多いと思います。
牛乳や歯、骨などから連想してしまうためですね。

実際にはカルシウムは金属で、光沢のある銀白色をしています。

Calcium.jpg
(Wikipediaより)

貝殻・卵の殻を作る炭酸カルシウムや、歯・骨を作るリン酸カルシウム、路面凍結防止に使われる塩化カルシウムなど、カルシウムの化合物には白いものが多く、誤解されるのもうなずけます。また、カルシウムは水と激しく反応し水素を発生するほか、空気中でも不安定なため、なかなか単体を目にすることがないことも原因の一つかもしれません。


結論: カルシウムは金属光沢のある銀白色。


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北極はS極、南極はN極

地球を大きな磁石に見立てるなら、北極側にS極が、南極側にN極があることになります。直感とは逆になっているかもしれませんね。

単純な話ですが、方位磁針のN極は北を指し、北に引き寄せられるので、その先にあるのはS極です。同様に、方位磁針のS極は南に引かれるので、そこにはN極があります。あまりにも「N=北」の印象が強すぎて、勘違いしてしまう人がいるようですが、学生の皆さんは気をつけましょう。

北極側にS極、南極側にN極


ちなみに、実際には地磁気と地軸は少しずれていて、地磁気のS極は北極点ではなくカナダ・アラスカ北付近にあります(2013年現在)。しかも、その場所も一定ではなく、年に数十kmのスピードで動いているので、特に極地方において、方位磁針の示す方角は不正確なものとなります。


結論: 地球の北極側にはS極がある。


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吐く息に含まれる二酸化炭素はたった5%

酸素を吸って二酸化炭素を吐く。常識ですよね。
しかし実は、吐く息にしめる二酸化炭素の割合は4~5%に過ぎません。

大まかな数値を出すと以下のようになります。

             吸う息(大気) → 吐く息
窒素                 78% → 78%
酸素                 21% → 16%
二酸化炭素      0.04% → 5%
その他                1% → 1%

本来は水蒸気量なども考慮すべきですが、窒素の量はほとんど変わらず、酸素と二酸化炭素がそれぞれ数%増減するだけということが分かります。吸気も呼気も、主成分は窒素なのですね。

なお、「その他」に含まれるのは主にアルゴンで、0.9%程度。他にネオンやヘリウムなどがごくわずかに含まれています。


結論: 呼吸の前後で変化する二酸化炭素の割合はせいぜい数%


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静脈は青くない

図鑑などでは、静脈は青く描かれています。
自分の手で確認してみても青いように見えますが、実際は暗赤色をしています。

まず血液自体の色ですが、酸素を多く含んだ動脈血は鮮やかな赤色、酸素を手放した静脈血でも黒ずんだ赤色をしています。赤には変わりありません。そして血液を抜いた血管は、透明または白~黄色っぽい半透明に見えます。

以上から、静脈を直接観察すれば、やはり赤い色をしていると考えられます。ではなぜ、皮膚を通すと青く見えるのでしょうか。

皮膚、特に黄色人種である日本人の皮膚は、黄白色~薄茶色をしており、皮膚のすぐ下を通る毛細血管の影響で、ここにピンクっぽい色が加わります。皮膚は半透明ですから、多少透けて見えますが、ある程度光を吸収します。皮膚に入射して中の血管から反射してきた光は、半透明の皮膚に吸収されるので、暗い赤色から紫っぽく変わわるのです。さらに周りの赤みがかった肌の色とあいまって、人間の目には相対的に血管が青っぽく見える、というわけです。


打撲による青あざも、内出血した血液が皮膚を通して見えるために青紫に見えます。時間とともに青→緑→茶→黄と変わっていくのは、血液(正確には赤血球のヘモグロビンに含まれるヘム)が分解されていくためです。


結論: 静脈は本当は暗赤色。


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宇宙は無重力ではない

数百kmの高さまで行けば、地球の重力がなくなる・・・そう思っている人がいますが、それは違います。38万km離れた月がどこかへ飛んでいってしまわないのも、その距離まで地球の重力が働いている証拠です。実は、国際宇宙ステーションの中でも、地上とほぼ同じだけの重力があるのです。

どういうことか説明しましょう。
重力(万有引力)の強さは距離の2乗に反比例します。地球の中心を重心と仮定して、中心から6,400km離れた地上での重力を100%とします。すると、国際宇宙ステーションがある高度約400kmでは、およそ88%となります。60kgの人が53kgになる計算ですが、これでは「無重力」ではないですね。
高度400kmの重力は地上の88%


ではなぜ、宇宙飛行士たちはフワフワ浮いているのでしょう?
国際宇宙ステーションやスペースシャトルなどは、地球の周りを一周90分という高速で回っています。そのため、遠心力と重力が釣り合って無重量状態が達成されるのです。しかしこの説明、いまひとつピンと来ないかもしれません。

そこで、このように考えてみます。
高度400kmにある宇宙ステーションが、秒速約7.7km(時速約28,000km)という猛スピードで動いています。1秒後には7.7km進みますが、重力があるため落ちてきます。これによって、高度は400kmよりも低くなりますが、地球が丸いので、落ちた分だけ地球の地面も曲がって、結局高度が400kmに保たれます。つまり、永久に落ち続けながら永久に地面には届かないことになるわけです。
地球を周回するものは自由落下を続けている


この「永久に落ち続けても地面に着かない」速度で、国際宇宙ステーションをはじめ、スペースシャトルや人工衛星が地球の周りを回っています。いえ、落ち続けている、と言ってもいいでしょう。そしてこの事実は、同時にもう一つのよくある誤解も解いてくれます。


上でも使ってしまいましたが、「宇宙飛行士がフワフワ浮いている」という表現は的確ではありません。これでは雲の上にでも浮かんでいるような印象ですね。
実際には浮かんでいるのではなく、宇宙船ともども自由落下を続けています。遊園地のアトラクションであるような、垂直に落ちる乗り物に乗り続けている、といったところでしょうか。

つまり、宇宙飛行士たちは落ち続ける感覚の中で眠りにつくわけです。訓練次第で慣れるものなのかもしれませんが、エレベーターのフワッとする感覚すら耐えられない私には到底無理な話ですね。


結論1: 宇宙に行っても重力はある。

結論2: 宇宙飛行士は自由落下し続けている。



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恐竜は絶滅していない?

恐竜といえば、約6600万年前の巨大隕石衝突と、それに伴う地球環境の激変により、姿を消したとされています。確かに今現在、図鑑で見るような恐竜は地球上に存在していません。しかし研究が進むにつれ、鳥類と恐竜の近縁性が指摘されるようになり、鳥は恐竜の直系の子孫であることが分かりました。

恐竜は絶滅しておらず、今も鳥として生き延びている、とも言えるのです。


そもそも恐竜とは、竜盤類と鳥盤類の総称です。ティラノサウルス、トリケラトプスなどがそれぞれ該当します。一般に「恐竜」と呼ばれることの多い翼竜、首長竜などは、学術上は恐竜に含まれません。プテラノドン、フタバスズキリュウなどは厳密には恐竜ではないのです。

厳密な意味での「恐竜」のうち、竜盤類に属する獣脚類と呼ばれる系統から鳥類は進化しました。いいえ、鳥類はまさに獣脚類そのものとも言えます。骨格や体のつくりの類似性、羽毛恐竜の発見などもあって、鳥類のルーツが恐竜にあることはもはや疑いようもありません。そればかりか、上に挙げたティラノサウルスやトリケラトプスを恐竜と呼ぶのであれば、鳥も恐竜と呼ばなければいけないのかもしれません(下図参照)。

なお、鳥盤類は「鳥」の字が入っていますが鳥類の直接の祖先ではなく、また、翼竜も空を飛びますがこちらも系統的に直接つながってはいません。
爬虫類の大まかな分類:鳥類は恐竜に属する


上の図は、進化の過程ではなく、分類を表したものです。かなり簡略化してありますが、鳥類はティラノサウルスなどとともに獣脚類に属し、獣脚類は竜脚形類とともに竜盤類に属し、竜盤類は鳥盤類とともに恐竜類に属しています。結果として鳥類は恐竜に属しているとも言えますし、さらには爬虫類にも属していることになります。

注意して欲しいのは、白亜紀の終わり、隕石衝突と大量絶滅が起きたころには、すでに鳥類は鳥のような姿だったということです。つまり「恐竜が生き残ってそれが鳥類に進化した」のではなく、「生き残った鳥類は、実は恐竜の一種だった」というわけです。

あとは言葉の定義次第ですが、日常的に使われる「恐竜」という概念は、系統上の分類というよりは「大昔に生きていた大型爬虫類」と言ったところだと思うので、その意味では恐竜は絶滅しており、鳥は恐竜の子孫であっても恐竜ではないことになります。

また「爬虫類」も、系統云々よりは、うろこで覆われている、変温動物であるなどの形質でまとめている部分が大きいので、やはりその意味でも鳥類を独立させておくことは自然なのかもしれません。

ただし、見た目や行動様式などで判断する人間の主観に頼った分類では、どうしても曖昧になりますし、鳥と恐竜の間の線引きがますます難しくなってきた現状では、分岐分類学などによって、より客観的な分類を行う必要もあるでしょう。今言えることは、今後もこの分野は大きく動き続けるだろうということです。


学術的なことはともかく、恐竜の直系の子孫だと思うと、鳥たちもまた少し違って見えてくるのではないでしょうか。


結論: 鳥は恐竜の直系の子孫であるから、恐竜は絶滅していないとも言える。


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恐竜絶滅の原因は氷河期ではない

教科書で氷河期と習った人もいるかもしれませんが、現在では白亜紀末の大量絶滅は隕石衝突によるものと考えられています。

約6600万年前、現在のユカタン半島付近に直径10km程度の巨大隕石が衝突しました。この証拠とされるのが、K/T境界(またはK/Pg境界)と呼ばれる地層です。全世界に分布しており、地球の地殻には希少なイリジウムを多く含んでいることから、地球外天体の衝突によるものとされました。のちに、ユカタン半島の地下に大きなクレーターの痕跡が見つかり、この年代がK/T境界と一致したため、巨大隕石衝突の事実は揺ぎないものとなりました。

隕石衝突後の具体的な出来事については、憶測による部分もありますが、衝突によって大量のちりが巻き上げられ、地球全体を覆いつくして太陽光をさえぎっただろうと考えられています。これによって気温が低下したことと、光合成を行う生物が大きな打撃を受けたことで、急速に食物連鎖は崩れていったと思われます。

そのほか、大規模な火災が発生した可能性も指摘されており、寒冷化の次は二酸化炭素濃度の上昇による温暖化が起きたことも考えられます。

こうした地球環境の劇的な変動によって、当時の全生物種の実に70%が絶滅したと言われています。恐竜ばかりが取り上げられますが、陸海問わず、多くの生き物がこのとき姿を消しました。


なお、隕石衝突以前から火山活動などによって環境が悪化しており、生き物たちは徐々に数を減らしていたとも言われています。いずれにしても、隕石衝突が大量絶滅の決定打になったことは間違いありません。

さらに、こうした大規模な絶滅現象は、恐竜絶滅のとき以外にも過去に4回あったとされています。地球の歴史の中で、決して珍しいことではないのです。そして多くの生物学者は、まさに今、六度目の大量絶滅が起きていると考えています。人間の活動によって地球環境は大きく変えられ、生き物たちは次々と絶滅に追いやられているのです。


結論: 巨大隕石の衝突によって恐竜を含む多くの生物が絶滅した。


関連記事:
恐竜は絶滅していない?

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指揮者は拍子を取っているだけではない

1, 2, 3, 4…とタクトを振る指揮者。でも、演奏のタイミングを合わせるのは、指揮者の仕事のほんの一部にすぎません。

指揮をするといってもブラスバンドや合唱団など様々ですが、とりわけクラシックのオーケストラ指揮者には、大変高い能力が要求されます。

プロのオーケストラの場合、本番前の数日~数週間で複数回、指揮者とのリハーサルが行われます。その際指揮者は、奏でられた音を聴き分けながら、より美しくより完成度の高い演奏を目指して、楽員たちに多くの指示を出していきます。

「ヴァイオリンここはもっと歌うように」
「ホルン抑えて!」
「フルートはこの音だけ突き抜けるように」

演奏者は、指揮者の指示に従い、必要に応じて譜面に書き込みながら、本番に向けて磨きをかけていきます。なかなか指揮者の望む音が出ないときは、(楽器の)セクションごとに練習することもあります。

楽譜自体に書かれていることは限られているので、楽譜どおりに演奏したところでそれは無味乾燥なものになってしまいます。曲に命を吹き込むため、作曲者の意図を汲み取り、分析して、強弱やテンポはもちろん、微妙な表情付けや音の流れ、楽器同士のバランスなど、あらゆることを決めていくのが指揮者の仕事です。


ここまで、本番前の指揮者の役割を紹介してきましたが、すでにリハーサルで十分指示を出したのだから、本番は指揮者が必要ない、と思われるかもしれません。ある意味では正解です。タイミングあわせならコンサートマスター(第一ヴァイオリン首席)ができますし、テンポがよほど変則的でない限り、プロのオーケストラが曲の途中でバラバラになることはありません。

しかし指揮者は、本番中も常に奏でられる音に気を配り、体の動きで指示を出しています。例を挙げると、手のひらを向けて顔を引くようなしぐさをしたら「音が大きい、抑えて」の意味だったり、左手でビブラートのしぐさ(弦楽器で、指で弦を抑えながら小さく揺らす)をした場合「もっと表情豊かに、歌うように」という意味だったり、などです。

動作とそれが示す意味は指揮者によって様々でしょうし、上に挙げた例も普遍的なものではありませが、こうして本番中も指示を出しながら修正していくことで、さらに質の高い演奏を実現しています。そのための指揮者なのです。

言ってしまえば、指揮者はオーケストラという楽器を弾く演奏者なのかもしれません。


結論: 指揮者は拍子を取る以外にも演奏に関する様々な指示を出している。


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北極の氷が溶けても海水面は上がらない

地球温暖化の影響からか、ここ数十年で北極海の氷は急速に減少しています。しかし北極点周辺の氷が溶けても、海水面はほとんど上昇しません

北極点周辺には陸地がないため、氷は海に浮かんでいます。水に浮かんだ氷が溶けても水面が上昇しないことは、簡単な実験で確かめられます。

水の密度を1.0g/cm3、氷の密度を0.9g/cm3とします。1cm3の氷(=0.9g)をコップの水に浮かべると、アルキメデスの原理により0.9g分の水が押しのけられるので、つまり0.9cm3分の氷が水に沈みます。水面の上に出ているのは0.1cm3です。1cm3の氷が溶けると0.9gの水になりますが、これは、氷によって押しのけられていた水の体積である0.9cm3にぴったり収まります。このように、一般に水に浮かべた氷が溶けても、水面の高さは変わらないのです。
水:1.0g/cm3、氷:0.9g/cm3とする。氷が溶けても水面は変化しない

実際には海水は塩分を含むので、水よりも比重が大きくなっています。浮力も大きいので、浮かんでいる氷が塩分を含まないとした場合、余分に浮いていることになり、溶けたときにわずかながら上昇はします。しかし、海水と真水の比重の差は3%程度に過ぎないことや、海氷にも多少の塩分が含まれることから、ほとんど影響がないと言えるでしょう。


ただし、北極「圏」の氷とした場合、話は違ってきます。北極圏にはグリーンランドなど、大きな氷床を抱える陸地が存在しているので、これらの氷が融解した場合は海水面は確実に上昇します。

また、地球温暖化による海面上昇の最大の原因は、氷河・氷床の融解ではなく、海水の膨張です。海水温が上昇することで、海水自体の体積が増しているのです。


結論: 海氷が融解しても海水面は上昇しない。


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風邪は薬で治らない

風邪を引いたとき、風邪薬を飲む人は多いと思います。しかし、ウィルスによる風邪を根本的に治す薬は今のところありません

市販されている風邪薬は全て、あくまでも症状を和らげるためのものです。ウィルスそのものを排除する働きはありません。それどころか、正常な生体防御反応を阻むことで、治癒に悪影響を及ぼすことすらあります。


人間は風邪を引くと、咳やくしゃみ、発熱などによってウィルスに対抗します。これらは正常な反応で、特に発熱には免疫力を高めるという重要な役割があります。咳やくしゃみは、気管・喉頭・咽頭・鼻腔などで炎症が起きているために出る副次的な反応ともいえますが、やはり異物排除の意味があるでしょう。

熱が出たからといってすぐに冷やそうとしたり、解熱剤を飲んでしまったりすることは、風邪を早く治すことにはつながりません。あまりに高熱だったり、苦しくて寝付けない、などの理由がなければ、解熱剤を飲むことは好ましくないかもしれません。

風邪に対する最善の、そして唯一の治療法は休養です。ウィルスを撃退できるのは私たちの体に備わっている免疫機能のみなので、最終的にはそれに頼るしかありません。学校や仕事など休めない場合もあるでしょうが、出来れば、風邪を引いたときは家でゆっくりして、こまめに水分補給をしつつ安静にしていることが望ましいでしょう。

薬を飲んだとしても、楽になったからといってウィルスが撃退されたわけではありませんから、決して無理をせずに、休養を優先させなければいけません。薬を飲んで元気になり、薬の効果が切れたら治っていた、ということも考えられますが、これも薬が風邪を治したのではなく、薬が効いているうちに身体の免疫機能が治してくれたということです。

年配の世代を中心に、点滴や注射の有効性を信じていたりしますが、上記の通り風邪を治す効果は期待できません。脱水症状で意識不明でもない限り、意味のないことです。抗生物質も、ウィルス性の風邪にはまったく効果がありません。


風邪を引いたら、部屋を温かくして湿度も高めに保ち、こまめな水分補給を心がけて安静にしていることが重要です。辛いときは必要に応じて、良く成分を確かめてから風邪薬を上手に使うといいでしょう。


結論: 風邪薬に風邪を治す効果はない。


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スカンクの臭いはおならではない

スカンクは身の危険を感じると、肛門付近から液体を飛ばします。この液体こそが強烈な悪臭のもとです。

スカンクを含む多くの食肉目の動物(イヌ・ネコなど)には、肛門の近くに肛門嚢と呼ばれる一対の袋があります。この中には臭いのする分泌液がためられていて、通常は縄張りを主張するためなどに使われます。しかしスカンクやイタチの仲間は、これを攻撃の手段として使用するようになりました。

捕食者に襲われそうになったとき、相手をめがけて水鉄砲のように分泌液を飛ばします。ただ、いきなり噴射することはなく、その前には一連の威嚇行動が見られます。警告を無視して近づいた場合のみ、スカンクは最後の手段に出るわけです。飼い犬や飼い猫など、知らずに興味本位で近づいてしまい被害にあうケースも多いようです。

臭いの主な原因はチオールです。タンパク質が腐敗するときにも生成される硫黄化合物で、極めて不快な臭いがします。他の動物と比べて嗅覚の鈍っている人間ですが、チオールには敏感に反応します。そのため、有名なところでは都市ガスの付臭剤として使われています。

このことから、スカンクの臭いは都市ガスの臭いに近いと言えますが、実際に嗅いでみた限りでは、都市ガスに加えてごま油のような匂いが混ざっている印象でした。めまいがするほどの刺激だったので、出来れば二度と嗅ぎたくないですね…。


結論: スカンクの悪臭のもとはおならではなく分泌液。


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