Where does energy come from? - George Zaidan and Charles Morton

宇宙のエネルギーの全て：ジョージ・ザイダン＆チャールズ・モートン

翻訳: Reiko Ogura 校正: Tomoyuki Suzuki

Energy is not easy to define.

エネルギーは定義しにくいものです

Things have energy,

全てのものに エネルギーがあります

but you can't hold

a bushel of energy in your hands.

実際にエネルギーを 手にすることはできません

実際にエネルギーを 手にすることはできません

You can see what it does,

エネルギーの働きは見られても

but you can't see it directly.

エネルギーその物を 見る事はできません

There are different types of energy,

色々なタイプのエネルギーがあり

but the differences between them

それらの違いは

are manifested only in how they make stuff behave.

物に対する作用の仕方に現れます

We do know that the total amount

宇宙の全エネルギーの合計は

of all the different types of energy in the universe

宇宙の全エネルギーの合計は

is always the same.

常に同じだと分かっています

And, for chemists, two important types of energy

化学者にとって２種類重要なエネルギーは

are chemical potential energy

化学的なポテンシャルエネルギーと

and kinetic energy.

運動エネルギーです

Potential energy is energy waiting to happen.

ポテンシャルエネルギーは そこに蓄えられているエネルギーです

Think of a stretched rubber band.

ビーンと張った輪ゴムを

If you cut it,

切ると

all that potential energy

ポテンシャルエネルギーは

gets converted to kinetic energy,

運動エネルギーに変わり

which is registered by you as pain.

痛みとなってあなたに伝わります

Like a stretched rubber band,

伸ばした輪ゴムのように

chemical bonds also store energy,

化学的な結合はエネルギーを蓄えており

and when those bonds are broken,

その結合が壊された時

that potential energy gets converted

ポテンシャルエネルギーは

to other types of energy,

熱や光のように 他のタイプのエネルギーに変換されたり

like heat or light,

熱や光のように 他のタイプのエネルギーに変換されたり

or gets used to make different bonds.

異なる結合を 作るのに使われます

Kinetic energy is the energy of motion,

運動エネルギーは 動きに関するものですが

and molecules are always moving.

分子は常に動いています

They're not necessarily going somewhere,

どこかに行くという訳でなく

though they could be,

行くこともあり得ますが—

but they are vibrating,

振動したり

stretching,

bending,

and/or spinning.

伸びたり

曲がったり

回転したりもしています

Take methane,

例えばメタンガスは

which is four hydrogens

４つの水素原子が

attached to a central carbon,

炭素原子の周りに繋がっています

as an example.

炭素原子の周りに繋がっています

Drawn on paper,

紙の上に描くと

it's just a still tetrahedron.

静止した四面体ですが

But in real life, it's a jiggling mess.

実際は振動した状態にあります

The kinetic energy of molecules

分子の運動エネルギーは

is exactly the same type of energy

私たちの運動に伴う エネルギーと全く同じタイプです

as the energy you have

私たちの運動に伴う エネルギーと全く同じタイプです

when you're moving around,

私たちの運動に伴う エネルギーと全く同じタイプです

except that you can be still

但し 私たちは じっとしている事ができますが

and molecules can't.

分子はそうではありません

If you suck the kinetic energy

運動エネルギーを

out of a group of molecules,

分子の集団から吸収したら

they'll move less,

動きは静まるかもしれませんが

but they'll never fully stop.

完全には止まりません

Now, in any group of molecules,

同じ分子の集団の中でも

some will have more kinetic energy than others.

運動エネルギーが多い物と 少ない物があり

And if we calculate

運動エネルギーの平均を 計算したものが

the average kinetic energy of the group,

運動エネルギーの平均を 計算したものが

we'd have a number mathematically related to

数値的に温度と関連します

temperature.

数値的に温度と関連します

So, the more kinetic energy

運動エネルギーが多い程

a group of molecules has,

分子の集団の

the higher its temperature.

温度が高いのです

And that means that on a hot day,

という事は暑い日には

the molecules in the air around you

あなたの周りの分子は

are spinning, stretching, bending,

回転したり 伸びたり 曲がったりして

and generally shooting around much faster

寒い日より ずっと速く 飛び回っているのです

than on a cold day.

寒い日より ずっと速く 飛び回っているのです

Now, hot and cold, by the way,

ところで 熱さや冷たさというものは

are relative terms.

相対的で

They're always used to compare

いつも他の物との比較で使われます

one thing to something else.

いつも他の物との比較で使われます

So, on that hot summer day,

暑い夏の日には

the air molecules have more kinetic energy

空気の分子は私たちの肌の分子より 多くの運動エネルギーがあります

than the molecules in your skin.

空気の分子は私たちの肌の分子より 多くの運動エネルギーがあります

So, when those air molecules crash into you,

その空気中の分子が 私たちの肌にぶつかり

they transfer some of their energy

そのエネルギーを

to the molecules in your skin,

私たちの肌の分子に引き渡し

and you feel that as heat.

私たちが暑いと感じるのです

On a cold day,

寒い日には

the air molecules have less kinetic energy

空気中の分子の運動エネルギーが 私たちの肌のそれより少ないので

than the molecules in your skin,

空気中の分子の運動エネルギーが 私たちの肌のそれより少ないので

so when you crash into those air molecules,

私たちが そんな分子にぶつかると

you actually transfer

私たちの運動エネルギーを 空気中の分子に与えることになり

some of your kinetic energy to them,

私たちの運動エネルギーを 空気中の分子に与えることになり

and you feel that as cold.

寒く感じるのです

You can trace the path of energy around you.

私たちの周りのエネルギーの動きを 辿る事ができます

Try it at your next cookout.

外でバーベキューをする時

You burn charcoal

炭に火をつけ

and the release of that chemical potential energy

ポテンシャルエネルギーが放出されるのが

shows up as extreme heat and light.

その強い熱と火で分かりますね

The heat then makes the molecules

熱がハンバーグ､ソーセージや 野菜の分子を振動させ

of your burgers, your hot dogs, or your vegetables

熱がハンバーグ､ソーセージや 野菜の分子を振動させ

vibrate until their own bonds break

ついには結合を破壊し

and new chemical structures are formed.

新しい化学結合が作られます

Too much heat and you have a charred mess;

あまりの熱だと焦げてしまいますよ

just enough and you have dinner.

ちょうどいいくらいにして出来上がり

Once in your body,

それが体に入ると

the food molecules in your delicious,

美味しい 又は 焦げた食ベ物の分子は

or charred,

美味しい 又は 焦げた食ベ物の分子は

dinner get broken down,

分解され

and the energy released

放出されたエネルギーは

is used to either keep you alive right now

生きるために その場で使われるか

or it's stored for later in different molecules.

違った分子の形で 蓄えられます

As night falls,

夜が更け

the hot summer air cools

暑い夏の空気が冷えてくるにつれ

and the flow of energy into you slows.

エネルギーの伝わり方が 遅くなり

Then, as the air reaches your skin temperature,

空気の温度が肌の温度と 同じになった

for the briefest of moments,

ほんの一瞬

the flow stops.

エネルギーの流れが止まり

And then it starts up again

その後には反対方向に向かい始め

in the opposite direction

その後には反対方向に向かい始め

as energy leaves the warmer surface of your skin

エネルギーは 温かい肌の表面から

to return to the universe around you,

空気中へと戻って行くのです

that energy, neither created nor destroyed,

エネルギーは新しく作られるのでも 消え去るのでもなく

but ever shape-shifting,

その姿を常に変えていくだけです

the chameleon phoenix of our physical world.

物質界の変幻自在の不死鳥ですね