理科の限界(光速で野球をしたら)

個別指導の学習空間 千葉エリア 習志野藤崎・西白井教室の竹村です。
前略、 なんか振られました。その2

ええ、まだ私の気が済んでないです!もう少しお付き合いください。
ただ、結論から言います。もうこれは野球の話ではないですね。。

「音速とか光速で球を投げたら周辺への影響とかどうなんでしょうか」…?
前回は音速前後で考えてみましたが、これが光速となると全く別の事象になりそうです。
光速付近で動く物体の振る舞いは、小中高で習ってきた「速さ」の項に、光速である「毎秒3億m」を代入すれば出てくるというものではないのです。「みはじ」から始まる、現在の高校までの数学と理科で習う力学(物体の運動に関する内容)は、歴史的にはニュートンが400年位前にまとめたもので、古典力学と言われています。日常で使う分には十分すぎる精度があり(だからこそ、アインシュタインが特殊相対論を発表するまで、特に大きな修正や欠陥の指摘を受けず)、今でもこれを極めることには意義がありますが、光速付近では無力です。
空気抵抗のように、低速では無視していいほど小さいが、光速に近づくと無視できなくなる要素があり、そこの理解と計算は難しい!というイメージでもそうズレてないとは思います。結果として、光速付近での物体の運動は、普段の感覚からかけ離れたものになります。どうかけ離れるのか知りたい方は、私に直接聞きに来てください。あるいは、大学の物理学科で学びましょう!!

「光速で」ボールほどの質量の物体が動くことはその点で知る限り(ピッチャーの能力がどんなにチートでも)不可能なので、光速にとても近い速さで、と但し書きし、例によって、空中に突然その速度のボールが現れたかのように考えましょうか。
たいそうな前置きしましたが、空気中でそんなことをすると、ボールの運動はもはや問題になりません。
ここで空気の話。先述の衝撃波は、押しのけられた空気が大渋滞を起こす現象と理解することもできます。が、あくまで大渋滞です。超満員の電車の人達みたいなもので、異常に密集してますし、そのまま動けば下手なものはなぎ倒されますが、あくまで人は人のままです。衝撃波の状態になった空気の分子達も、たぶん似たような心境(?)です。
これが光速付近となると、イメージとしては、ボール(を構成する原子)にぶつかった空気の分子が、はじかれるのすら間に合わず、粉砕されつつ融合しはじめるのではなかろうかと。先ほどの例で行くと、新幹線の前方に、、、いや、R18な表現になりますねこれは、、想像にお任せします。
改めて、古典力学的な諸現象より、核融合が大きな現象となりそうです。核融合とは、物質を構成する原子の核同士がぶつかり、別の原子核に変わる現象です。光速付近かつ野球ボールほどの巨大な塊ともなると、電気的な反発を振り切って核同士が衝突することになるでしょう、それも次々と。この現象、実は太陽では日常的に起こっていますが、地球表面ではあまり見られません。核が変化するというのはエネルギー的に大変なことで、目に見えるレベルでこれをやると、大爆発を引き起こします。雑に言えば、太陽は核爆発を起こしまくってるわけですね。

―つまり、光速でボールを投げたら、その瞬間マウンド上で核爆発がおこるかと思います。
ボールがどこまで核反応するのか、最初の反応で残りは蒸発(あるいはプラズマ化?)するかちょっとわかりませんが、どのみちこのスピードでまともな形のものがまともな距離を進めるとは思えません―すごく早いのにね!。空中で消失するのでしょう。
これはストライク?いやボール??バッターが無事だとして、ボールは文字通り消えますからね。どのみち打てませんねこれは。。審判ー?無事だとして、「見えない」でしょうねぇ。。

エネルギーの規模と似た現象との比較から、半径数百メートル程度は一瞬のうちに更地になっても不思議ではないです。譲りに譲って、投球直前に選手全員が避難して無事爆発をやり過ごせるしても、スタジアムは消し飛びそうです。スタジアム(の設備)は最悪なくても試合…できるから…いいのか?いやだめでしょ。
そんな速さでボールを投げてはイケません。―って規則あるんですか?

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