If superpowers were real: Body mass - Joy Lin

もしもこんな特殊能力が本当にあったら—巨大化 / ジョイ・リン

翻訳: Ayumi McMullen 校正: Yasushi Aoki

Some superheroes can grow

スーパーヒーローの中には

to the size of a building at will.

ビルのように巨大になれる人もいる

That's very intimidating!

めちゃくちゃ怖いね！

But a scientist must ask

でも科学者だったら

where the extra material is coming from.

その増えた分の物質が どこから来るのか問うべきだろう

The Law of Conservation of Mass implies

質量保存の法則によれば

that mass can neither be created

質量は作り出すことも

nor destroyed,

消滅させることもできない

which means that our hero's mass

つまりヒーローの体は

will not change just because his size changes.

大きさが変わっても 質量は変わっていないはずなのだ

For instance, when we bake a fluffy sponge cake,

例えば ふわふわの スポンジケーキを焼く時

even though the resulting delicious treat

焼き上がりの大きさは

is much bigger in size than the cake batter

オーブンに入れる前より

that went into the oven,

ずっと大きくなっているけど

the weight of the cake batter should still equal

焼き上がったケーキの重さと 蒸発した水分の重さを加えれば

the weight of the cake

焼き上がったケーキの重さと 蒸発した水分の重さを加えれば

plus the moisture that has evaporated.

元の生地の重さと同じになる

In a chemical equation,

化学反応式において

molecules rearrange to make new compounds,

分子が並び替わって 新しい化合物ができる時も

but all the components should still be accounted for.

その化学成分は 前と変わっていない

When our hero expands

ヒーローが巨大化して

from 6 feet tall

身長２ｍから

to 18 feet tall,

身長６ｍへと

his height triples.

３倍の大きさになる時

Galileo's Square Cube Law says

ガリレオの 二乗三乗の法則によれば

his weight will be 27

体重は27倍になる

- 3 times 3 times 3 equals 27 -

３×３×３＝27だ

times his regular weight

３を３回かけるのは

since he has to expand in all three dimensions.

３つの次元のすべてで 拡大するからだ

So, when our superhero transforms into a giant,

そのため スーパーヒーローが 巨大化する場合には

we are dealing with two possibilities.

２つの可能性が考えられる

Our hero towering at 18 feet

その１ 身長が６ｍになっても

still only weighs 200 pounds,

体重は 人間の姿の時と同じ

the original weight in this human form.

100 kg のままというもの

Now, option two, our hero weighs 5,400 pounds

その２ 身長６ｍの時に

- 200 pounds times 27 equals 5,400 pounds -

体重は 100 kg の27倍 2,700 kg あって

when he is 18 feet tall,

体重は 100 kg の27倍 2,700 kg あって

which means he also weighs 5,400 pounds

身長２ｍの時にも同じ

when he is 6 feet tall.

2,700 kg あるというもの

Nobody can get in the same elevator with him

彼と一緒のエレベーターには

without the alarm going off.

ブザーが鳴って 乗れないだろうね

Now, option two seems a little more

科学的には２番目の方が

scientifically plausible,

幾分現実味があるけど

but it begs the question,

でも問題なのは

how does he ever walk through the park

どうやって地面に沈み込まずに

without sinking into the ground

公園を歩けるのかということ

since the pressure he is exerting on the soil

彼が地面にかける圧力は

is calculated by his mass

足の裏の面積で

divided by the area of the bottom of his feet?

体重を割った値として 計算されるからだ

And what kind of super socks and super shoes

それに 走った時 道路との間で

is he putting on his feet to withstand all the friction

2,700 kg の体重によって 生じる

that results from dragging his 5,400 pound body

ものすごい摩擦に 耐えられるような

against the road when he runs?

スーパー靴下や スーパー靴なんてあると思う？

And can he even run?

そもそも走れるのかな？

And I won't even ask how he finds pants

巨大化しても大丈夫な 伸縮パンツを

flexible enough to withstand the expansion.

いったいどこで手に入れるのかなんて 聞かないでおこう

Now, let's explore the density

さっきの２つの 可能性において

of the two options mentioned above.

密度はどうなるか 考えてみよう

Density is defined as mass divided by volume.

密度というのは 体積あたりの質量のことだ

The human body is made out of bones and flesh,

人間の体は 骨や肉でできていて

which has a relatively set density.

ある範囲の密度を持っている

In option one, if the hero weighs 200 pounds all the time,

どんな時も体重 100 kg という １つの目の可能性では

then he would be bones and flesh at normal size.

普通の大きさの時は 骨と肉でできているけど

When he expands to a bigger size

体重 100 kg のまま

while still weighing 200 pounds,

巨大化したなら

he essentially turns himself

大きなふわふわのクマのぬいぐるみ みたいになるはずだ

into a giant, fluffy teddy bear.

大きなふわふわのクマのぬいぐるみ みたいになるはずだ

In option two, if the hero weighs

２つ目の可能性では

5,400 pounds all the time,

体重はいつも 2,700 kg で

then he would be bones and flesh at 18 feet

身長６ｍの 骨と肉の体を持っている

with 5,400 pounds of weight supported by two legs.

２本の細い脚で2,700kg の体重を 支えなければならない

The weight would be exerted on the leg bones

動くたびに全体重が

角度を変えて 脚の骨にかかる

at different angles as he moves.

Bones, while hard, are not malleable,

骨には硬さがある反面 柔軟性に欠ける—

meaning they do not bend,

つまり 曲がらない

so they break easily.

だから とても折れやすい

The tendons would also be at risk of tearing.

腱も切れる危険がある

Tall buildings stay standing

高いビルが 崩れずに建っているのは

because they have steel frames

鉄でできた骨組みを持ち

and do not run and jump around in the jungle.

ジャングルの中を 走り回ったりはしないからだ

Our hero, on the other hand,

でも僕らのヒーローは

one landing at a bad angle

ちょっと着地の角度が悪かっただけで

and he's down.

酷いことになるだろう

Assuming his bodily function is the same as any mammal's,

体の仕組みが ほ乳類と同じとすると

his heart would need to pump a large amount of blood

2,700 kg の体を動かすために

throughout his body to provide enough oxygen

心臓から膨大な量の 血液を送り出し

for him to move 5,400 pounds of body weight around.

全身に酸素を 供給しなければならない

This would take tremendous energy,

そのためには 大量のエネルギーが必要だ

which he would need to provide

毎日3,000カロリーの27倍を 摂らなきゃいけない

by consuming 27 times 3,000 calories of food every day.

毎日3,000カロリーの27倍を 摂らなきゃいけない

Now, that is roughly 150 Big Macs.

ビックマックにして約150個—

27 times 3,000 calculated equals

3,000カロリーの27倍は

81,000 calculated slash 550 calories

81,000カロリーで 550カロリーのビッグマック147個分だ

equals 147.

81,000カロリーで 550カロリーのビッグマック147個分だ

He wouldn't have time to fight crime

犯罪と戦ってる暇なんてないよ

because he would be eating all the time

ずっと食べ続けることになるだろうし

and working a 9-to-5 job

食費を稼ぐためには

in order to afford all the food he eats.

９時から５時まで 働かなきゃいけないだろうから

And what about superheroes

じゃあ 体を岩や砂に変えられる スーパーヒーローはどうだろう？

who can turn their bodies into rocks or sand?

じゃあ 体を岩や砂に変えられる スーパーヒーローはどうだろう？

Well, everything on Earth is made out of elements.

地球にある物はすべて 元素でできている

And what defines each element

元素の種類を決めるのは

原子核の中にある陽子の数だ

is the number of protons in the nucleus.

That is how our periodic table is organized.

元素の周期表は その順で並んでいる

Hydrogen has one proton,

水素は陽子が１つ

helium, two protons,

ヘリウムは２つ

lithium, three protons,

リチウムは３つ

and so on.

などなど

The primary component of the most common form

普通の砂の主成分は

of sand is silicon dioxide.

二酸化ケイ素だ

Meanwhile, the human body consists of

一方 人間の体を構成しているのは

65% oxygen,

65％が酸素

18% carbon,

18％が炭素

10% hydrogen,

10％が水素

and 7% of various other elements

その他の元素が７％で

including 0.002% of silicon.

ケイ素はたったの0.002％だ

In a chemical reaction,

化学反応では

the elements recombine to make new compounds.

元素の組み合わせが変わって 新しい化合物ができる

So, where is he getting all this silicon

じゃあ 体を砂に変えるのに必要な

necessary to make the sand?

ケイ素はどこから手に入れるのか？

Sure, we can alter elements

核融合や核分裂によって 元素を変えることはできる

by nuclear fusion or nuclear fission.

核融合や核分裂によって 元素を変えることはできる

However, nuclear fusion requires so much heat,

でも 核融合には 膨大な熱が必要で

the only natural occurrence of this process is in stars.

自然にそれが起こるのは 星の中でだけだ

In order to utilize fusion in a short amount of time,

短時間で融合を起こすためには

the temperature of the area

その場所の温度は太陽よりも 熱くなくちゃいけない

needs to be hotter than the Sun.

その場所の温度は太陽よりも 熱くなくちゃいけない

Every innocent bystander will be burned to a crisp.

周りの罪のない人たちが みんな黒こげになるだろう

Rapid nuclear fission is not any better

急な核分裂も あまりマシとは言い難い

since it often results in many radioactive particles.

多くの放射性粒子が生じるからだ

Our hero would become

つまり僕らのヒーローは

a walking, talking nuclear power plant,

歩いて話す原子力発電所になって

ultimately harming every person he tries to save.

助けようとする人みんなに 害を与えることになる

And do you really want the heat of the Sun

それでも君は 太陽並の熱や 原子力発電所を体内に持ちたいと思うの？

or a radioactive nuclear plant inside of your body?

それでも君は 太陽並の熱や 原子力発電所を体内に持ちたいと思うの？

Now, which superpower physics lesson

次はどの超能力の物理学を 勉強しようか？

will you explore next?

次はどの超能力の物理学を 勉強しようか？

Shifting body size and content,

体の大きさや組成を 変えられる力

super speed,

超高速で動ける力

flight,

空を飛べる力

super strength,

怪力を出せる力

immortality,

不死身でいられる力

and

そして

invisibility.

透明人間になれる力