Where does gold come from? - David Lunney

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TED-Ed


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翻訳: Takamitsu Hirono 校正: Tomoyuki Suzuki
00:07
In medieval times,
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中世の間
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alchemists tried to achieve the seemingly impossible.
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錬金術師たちは 不可能とも思えることに挑戦しました
00:12
They wanted to transform lowly lead into gleaming gold.
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彼らは安っぽい鉛を キラキラ光る金に変えようとしました
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History portrays these people as aged eccentrics,
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歴史上 彼らは 年寄りの変人達として描かれています
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but if only they'd known that their dreams were actually achievable.
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しかし もし彼らが錬金術は実現可能であると 知っていたとしたらどうでしょうか?
00:25
Indeed, today we can manufacture gold on Earth
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実際に現代では 地球上で金を作ることができます
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thanks to modern inventions
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錬金術師達が 何世紀もの間 実現できなかった
00:30
that those medieval alchemists missed by a few centuries.
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近代の発明によってです
00:35
But to understand how this precious metal
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しかし この貴金属が
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became embedded in our planet to start with,
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最初に地球に埋め込まれたかを 理解するためには
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we have to gaze upwards at the stars.
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私たちは星空を 見上げなければなりません
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Gold is extraterrestrial.
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金は地球外からきたのです
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Instead of arising from the planet's rocky crust,
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地球のゴツゴツした 地殻から生まれたのではなく
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it was actually cooked up in space
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金は宇宙で作られ
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and is present on Earth because of cataclysmic stellar explosions
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超新星と呼ばれる 破滅的な星の爆発によって
00:55
called supernovae.
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地球に存在するのです
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Stars are mostly made up of hydrogen, the simplest and lightest element.
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恒星の大部分は最も単純で軽い元素である 水素からできています
01:02
The enormous gravitational pressure of so much material
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多量の物質は巨大な重力を引き起こし
01:05
compresses and triggers nuclear fusion in the star's core.
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圧縮により 星の中心部において 核融合反応を引き起こされます
01:10
This process releases energy from the hydrogen,
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このプロセスで 水素からエネルギーが放出され
01:12
making the star shine.
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星は輝きます
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Over many millions of years,
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何百万年以上もの間
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fusion transforms hydrogen into heavier elements:
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核融合が水素をより重い元素-
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helium, carbon, and oxygen,
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ヘリウム、炭素、酸素などに 変化させ
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burning subsequent elements faster and faster to reach iron and nickel.
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さらに燃焼が加速すると 元素は鉄やニッケルになります
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However, at that point nuclear fusion no longer releases enough energy,
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しかし核融合反応が 十分なエネルギーを放出しなくなると
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and the pressure from the core peters out.
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コアからの圧力も 小さくなっていきます
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The outer layers collapse into the center,
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外殻が崩壊して 中心に向かい
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and bouncing back from this sudden injection of energy,
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この突然のエネルギー吸収の反動により
01:41
the star explodes forming a supernova.
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超新星爆発が起こります
01:46
The extreme pressure of a collapsing star is so high,
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星が崩壊する時の圧力は あまりに高いので
01:49
that subatomic protons and electrons are forced together in the core,
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原子を構成する陽子や電子が 原子核に閉じ込められ
01:55
forming neutrons.
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中性子を作ります
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Neutrons have no repelling electric charge
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中性子は反発する電荷を持たないので
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so they're easily captured by the iron group elements.
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鉄族元素に簡単に取り込まれます
02:04
Multiple neutron captures enable the formation of heavier elements
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複数の中性子を取り込むことで 通常の環境では生成できない
02:08
that a star under normal circumstances can't form,
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128225
3630
より重い原子の生成が 可能になります
02:11
from silver to gold,
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1444
銀から金
02:13
past lead and on to uranium.
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133299
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さらに鉛やウランまでもが作られます
02:16
In extreme contrast to the million year transformation of hydrogen to helium,
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136158
5142
水素からヘリウムへの変化は 数百万年間に及ぶのに対して
02:21
the creation of the heaviest elements in a supernova
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141300
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超新星爆発による 最も重い元素の生成は
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takes place in only seconds.
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わずか数秒間で行われます
02:27
But what becomes of the gold after the explosion?
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3376
ではこの爆発の後に 金には何が起こるのでしょうか?
02:30
The expanding supernova shockwave propels its elemental debris
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超新星の衝撃波の広がりによって 元素の破片を吹き飛ばされ
02:35
through the interstellar medium,
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2148
星間媒質を通り抜け
02:37
triggering a swirling dance of gas and dust
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3378
ガスと塵の渦巻きのダンスを起こし
02:41
that condenses into new stars and planets.
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161031
3274
新しい星や惑星へと凝縮されます
02:44
Earth's gold was likely delivered this way
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164305
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地球の金は地熱の働きで 鉱脈に練りこまれる前は
02:47
before being kneaded into veins by geothermal activity.
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このように届けられたのでしょう
02:51
Billions of years later, we now extract this precious product by mining it,
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私たちは何十億年もの後に この貴重な物質を採掘により掘り起こします
02:57
an expensive process that's compounded by gold's rarity.
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177345
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これは金の希少性により 費用のかかるプロセスとなっています
03:01
In fact, all of the gold that we've mined in history
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2924
実際には私たちが 過去に掘り起こした全ての金は
03:03
could be piled into just three Olympic-size swimming pools,
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183967
4114
オリンピックで使うスイミングプールの たった3倍分ですが
03:08
although this represents a lot of mass
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188081
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しかし非常に大きな重さになります
03:10
because gold is about 20 times denser than water.
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190394
4792
なぜなら金は水の約20倍もの 密度があるからです
03:15
So, can we produce more of this coveted commodity?
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195186
4304
では私たちは誰もが欲しいこの物質を 作ることができるのでしょうか
03:19
Actually, yes.
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199490
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答えは「イエス」です
03:21
Using particle accelerators, we can mimic the complex nuclear reactions
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201031
4688
私たちは 粒子加速器を使い 恒星の中の金を作る複雑な核反応を
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that create gold in stars.
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205719
2602
真似することができます
03:28
But these machines can only construct gold atom by atom.
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208321
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しかしこの機械では 金の原子を1つ1つしか作れません
03:32
So it would take almost the age of the universe to produce one gram
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212374
4371
そのため1グラムを作るだけでも 途方もない時間と
03:36
at a cost vastly exceeding the current value of gold.
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216745
3726
現在の金の価値よりも 遥かに高いコストがかかります
03:40
So that's not a very good solution.
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220471
1998
ですから あまりよい方法ではありません
03:42
But if we were to reach a hypothetical point
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222469
2240
私たちが地球上に埋蔵されている
03:44
where we'd mined all of the Earth's buried gold,
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224709
2867
全ての金を掘りつくしたと 考えられる時点に至ったときには
03:47
there are other places we could look.
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227576
2661
他にも探すことができる 場所があるでしょう
03:50
The ocean holds an estimated 20 million tons of dissolved gold
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230237
5082
海洋には2000万トンの金が 溶けていると推計されます
03:55
but at extremely miniscule concentrations making its recovery too costly at present.
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235319
5918
しかしあまりに濃度が薄く 現在の技術では 回収があまりに高くつきます
04:01
Perhaps one day, we'll see gold rushes to tap the mineral wealth
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241237
3784
多分いつか 私たちは 太陽系の他の惑星から鉱物の富を取り出す
04:05
of the other planets of our solar system.
69
245021
2864
ゴールドラッシュを迎えるでしょう
04:07
And who knows?
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247885
1159
もしかしたら
04:09
Maybe some future supernova will occur close enough
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249044
2832
未来に近くで 超新星爆発が発生し
04:11
to shower us with its treasure
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251876
1918
私たちにこの富を もたらすかもしれません
04:13
and hopefully not eradicate all life on Earth in the process.
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その時に地球上の生命が 全て絶滅しなければいいですね
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