地球は太陽の周りを公転していて、両者の間の引力と運動の慣性力がバランスしていると思います。
化石燃料を燃やしてCO2が増えても、地球温暖化が進んでも、地球全体の質量は変わりませんが、核反応は質量をエネルギーに変えてしまうので、原子力利用をすると地球の質量が減ります。
バランスが崩れて、飛んでいかないでしょうか?
そのくらいの変化は誤差です。地球上の人口が爆発的に増えて
全体の質量が大幅に増えているにもかかわらず、月が引き寄せられて
衝突するというような事は聞いた事ありませんし。
たしかにそう言われてみればそうですが、原子力利用による質量減少は地球全体に対してあまりに微々たるものですので、現状では亀が地球を1周するような進行度でしょう。
1万年ぐらい経ったらそういう懸念もあるかもれません。
「微々たるもの」が具体的にどれだけなのか、気になります。
でないと、1万年は当てずっぽのような…。
核反応は確かに質量をエネルギーに変えていますが、そのエネルギー変換効率は非常に高いのでわずかな質量から莫大なエネルギーを出します。E=mc^2という式がそれを表しています。
また、核反応に利用する物質は主にウランですが、そのウランの埋蔵量以上の質量の減少はあり得ません。
ウランの埋蔵量は以下のURL先のエクセルの表から合計すると、2,799,473トン(≒2.8x10^9kg)になります。
6-5 石炭・原油・天然ガス・ウラン埋蔵量
http://www.stat.go.jp/data/sekai/06.htm
http://www.stat.go.jp/data/sekai/zuhyou/0605.xls
これに対して地球の質量は5.9742×10^24 kgもあって、これに対するウラン埋蔵量はわずか4.69x10^(-14)%しかありません。地球の軌道を変えてしまうほどの質量変化ではありません。
ちなみに、太陽が1秒当たりに核反応でエネルギーに転換される質量は430万トン(地球のウラン埋蔵量よりも多い)もあります。
おお!ネットで具体的な数字が分かるんですね。
実際の消費量は、埋蔵量からみると絶対的に少ない、ということですね。石油の埋蔵量は増えてきた、というのと、実際のウランの消費量はさておいて、というところが少しだけ気になります。
太陽はあんなに燃えているから、それだけ核反応してるんですね。地球での核反応は人類が行うものだけですからね。
ちょっと視点の違う回答をしますが、すでに6人お答えですからかぶるかもしれません。
化石燃料は化学反応ですが、化学反応であってもエネルギーを放出すると質量が減ります。単に微量過ぎて検出しにくいだけです。火力発電所でも原子力発電所でも、同じ100万キロワット時の電力量を同じ熱効率で発電すれば、同じ質量を失うことになります。
ということで、質量欠損で軌道が変わるくらいなら、火力でとっくに変わっています。
ちなみに、太陽が放出しているエネルギーに比べれば、人類が消費しているエネルギーなど無いも同然です。太陽の質量の減り具合のほうがずっと大きいですし、おそらくはそんなことより太陽の定期的・突発的な活動のほうがよっぽど地球の気候変動に影響を与えそうです。
おおっ。常温核融合の話ですね。
人類はもう何十年も前から原子力発電に使ったウランなんか比べ物にならない量の物質を大量に宇宙に垂れ流しておりますが、今のところ公転周期が変わったということは聞いておりません。
それよりか、
>>化石燃料を燃やしてCO2が増えても、地球温暖化が進んでも、地球全体の質量は変わりませんが、核反応は質量をエネルギーに変えてしまうので、原子力利用をすると地球の質量が減ります。
バランスが崩れて、飛んでいかないでしょうか?
の詳細を教えていただけませんでしょうか?前半と後半で適用している理論が違うような気がするのですが、新しいのが出たのでしょうか?
垂れ流したものはどこにいっているんでしょうか?
寿命の尽きた人工衛星も帰ってきているように思うのですが。
あ、そういえば、アポロやボイジャーがありますね。
理論はよくわからないですが、感覚的に思いました。運動量が保存しているのに質量が減って、重力も減る。9番の方が書いておられるほうが正しんでしょうか。
>原子力利用をすると地球の質量が減ります。
太陽にひきつけられて、軌道がより内側になるのでは?
温暖化。
本当にそうなら、原子力発電に反対が出来るのですが。
寒冷化なら相殺されるので賛成できるということですね。
燃料の量も具体的にどれだけかわからないけど「微々たる量」だから放射性廃棄物もそれに伴って出るだけだし。
エネルギーと質量は可換で有名な次の式で表されます
e=mc^2
さて、地球に150万kW規模の原発が100基あるとします。これがエネルギーを得ることによって失う質量は上記の式に従います。
http://ja.wikipedia.org/wiki/E=mc2
によれば、
1kgは24,965,421,632kWhと等価だそうです。
よって、原発で失う質量は、年間6gになります。
e=mc^2に直接代入すると、14gになりました。
いずれにせよ、地球の質量にくらべると微々たるもので、公転・自転に影響を与えるものではありません。
これを心配するなら、地球に降ってくる隕石や流星、ロケットで打ち上げられる人口惑星(マーズなんとかとか、ボイジャーとか)の方をまず心配する必要があるでしょう
中性子は質量を持たないから、無視しておいて、ということですね。
6gと14gでダブルチェックになるわけですね。
小さな量ですので、影響ないと思います。
確かに、発電によって質量をエネルギーにしてしまいます。
[質量とエネルギーは等価です。]
しかしながら、地球上には多くの宇宙線と呼ばれる人が
わさわさ飛んできています。
この宇宙線は、空気中の原子核と衝突して、
π中間子(約130MeV)やK中間子(約500MeV)、またμ粒子(約100MeV)等が生まれます。
昔、学部の実験でミュー粒子がどれくらいきているか、
確認するようなことをしましたが、ばりばりときていました。
[曖昧な表現ですみません。]
ということは塵も積もれば山となる・・・。
で、地球の質量が増えるため、太陽に衝突する・・・?
ということにはならないのでしょうか。
原子核レベルの大きさでは誤差の範囲だと思っています。
それよりも、地球から宇宙にロケットをとばした方が、
地球全体の質量は小さくなる影響は強いような気がします。
最も、
地球の質量 5.9742 × 10^24kgに対して、全然影響ない範囲だと思いますが。
[余談ですが、googleで地球の質量で検索すると、上の数字がでてきます。]
また、逆に太陽の方も、毎秒7億トンの水素が、6億9500万トンのヘリウムに変換して500万トン分のエネルギーを放出しているらしいので、こちらの方が心配です^^;
心配な太陽のことは、回答者3の方も言っておられましたが、そのうちのどれくらいが地球に届いているんでしょうか。その割合いが少し変わることが温暖化問題では影響するんでしょうか。
>原子力利用は、地球寒冷化に作用しませんか?
作用しません。
>化石燃料を燃やしてCO2が増えても、地球温暖化が進んでも、地球全体の質量は変わりませんが、核反応は質量をエネルギーに変えてしまうので、原子力利用をすると地球の質量が減ります。
バランスが崩れて、飛んでいかないでしょうか?
太陽の質量をM、地球の質量をm、ウランの質量をdmとすると、地球へ働く力はF=GM(m-dm)/r2と書く事ができますが、m>>dm(m=6e24kg、dm=5e9kg)なので地球へ働く力はほとんど変わりません。
そのため、バランスが崩れて飛んでいく事はありません。
Mもmもdmも単位時間に関係ない絶対量なので、「一気にウランが消失したとしても、全然平気」ということですね。わかりやすいです。
地球の質量がだいたい6×10^24kgといわれています.
軽くなるといってもこれにくらべたら微少量で0.0000000001%を上回ることはないでしょうから軌道の変化もわずかであるはずです.
1kgから理論値(3.0*10^9)^2ジュール≒2.5兆kWhが得られるので世界的な発電量(20兆kWh)が原子力だけで得られているとして,発電効率を考慮しても1kgの数倍~数十倍の質量減(人一人分ぐらい)で補償できるわけですから大丈夫です.
また遠心力と重力の関係を大雑把に示すと,
Mev^2/R=GMsMe/R^2(Me:地球の質量,v:公転の速さ,R:痛い用と地球の距離,G:万有引力定数,Ms:太陽の質量)
となり地球の質量Me(両辺で約分できる!)に直接依存しないこともわかります.質量減によって微妙に公転が早くなる程度でしょうか.しかし他の要因にキャンセルされると思います.ごく微妙な影響はしてるんでしょうね~
約分できる!
意外でした。
釣り合いの式のイメージが湧かないのですが、太陽は固定されていて、仮に糸のようなもので繋がっていて、それが重力なんだよ、という感じでしょうか。
回しながら投げたクラッカーボールで、その片方があまりにも大きいから、というイメージなのでしょうか。
人口が増えると地球の質量が増えるんですか???