天体物理学と軍事の間の二重扉 天体物理学と軍事の間の二重扉

天体物理学と軍事の間の二重扉

天体物理学と軍事の間の二重扉
タランチュラ星雲
1999年に撮影されたタランチュラ星雲の画像の左上には、超新星爆発の残骸が見えます。爆弾であれ超新星であれ、天体物理学者と軍は爆発を研究することに意欲的です。NASA

20世紀における天体物理学と軍事の無数の連携の顕著な成果の一つは、熱核融合爆弾です。その設計原理は、天体物理学者による、あらゆる恒星の中心にある宇宙のるつぼの研究に一部由来しています。今世紀の、それほど爆発的ではない例としては、2012年8月に火星を横断し始めた探査車キュリオシティに搭載されたChemCam(化学とカメラの略)があります。探査車のマストに取り付けられたスカイボックスから、ChemCamは岩石や土壌にレーザーパルスを照射し、分光計を用いて蒸発した物質の化学組成を分析します。

ChemCam を作ったのは誰か、あるいは何でしょうか。ロスアラモス国立研究所です。原子爆弾発祥の地であり、軍用に設計された何百もの宇宙船機器の創始者であり、地球宇宙科学センターの本拠地でもあります。このセンターは、国​​家安全保障教育センターの一部門であり、天体物理学のサポート拠点でもあります。ロスアラモス研究所は、国家核安全保障局の管理下で運営されています。同局の使命は、アメリカの核兵器備蓄を維持および保護すると同時に、世界の他の地域での同様の備蓄の拡散を阻止することです。また、研究所の天体物理学者は、物理学者が水素爆弾の威力を計算するのに使用するのと同じスーパーコンピューターと類似のソフトウェアを使用して、恒星の中心部における水素融合の威力を計算しています。これより明確な二重使用の例を見つけるには、遠くまで探さなければならないでしょう。

例えば、核爆弾の爆発中に何が起こるのかを知りたいとしましょう。様々な種類の亜原子粒子を表にまとめ、温度と圧力が制御された条件下でそれらがどのように相互作用し、互いに変化していくかを追跡し、その過程で生成または破壊される粒子についても追跡するとしたら、鉛筆と紙だけでは足りないことがすぐに分かるでしょう。必要なのはコンピューターです。それも強力なコンピューターです。

適切にプログラムされたコンピュータは、核爆弾の設計、点火、爆発力に関する重要なパラメータを計算し、実験から何が得られるかを予測することができます。もちろん、「実験」とは、試験であれ実戦であれ、核爆弾を実際に爆発させることを指します。1940年代のマンハッタン計画において、ロスアラモス研究所は機械式計算機と初期のIBMパンチカード式計算装置を用いて原子爆弾の爆発力を計算しました。10年ごとに計算能力が飛躍的に向上するにつれ、核爆発における核現象を詳細に計算し理解する能力も向上しました。そして、ロスアラモス研究所のニーズが、世界最速のコンピュータを開発するという継続的な探求を促したのです。

1960年代に登場した第二世代のコンピュータは、トランジスタを搭載し性能を大幅に向上させ、1963年の核実験禁止条約の成立をある程度可能にしました。後世代のコンピュータは軍拡競争を止めることはできませんでしたが、実際に爆発させることなく兵​​器システムを試験する実用的な方法を提供しました。1998年までに、ロスアラモス研究所のスーパーコンピュータ「ブルーマウンテン」は1秒間に1兆6000億回の計算を実行できるようになりました。2009年までに、同研究所の「ロードランナー」は、その速度を600倍以上向上させ、1秒間に1000兆回の計算という画期的な成果を達成しました。そして2017年末までに、同研究所のスーパーコンピュータ「トリニティ」はさらに14倍の計算能力を達成しました。

星がエネルギーを生成する仕組みは、水素爆弾と全く同じであることが分かっています。違いは、星の中心部で起こる制御された核融合は星自身の重さによって抑制されるのに対し、戦争においては核融合は完全に制御不能であるということです。まさに爆弾の目的がそこにあるのです。だからこそ、天体物理学者は長らくロスアラモス国立研究所とそのスーパーコンピューターと深く結び付けられてきたのです。機密指定の壁の反対側で、科学者たちが懸命に研究している様子を想像してみてください。片側には、「核科学の軍事応用を通じて国家安全保障を強化する」という秘密プロジェクトに従事する研究者たちがいます。もう片側には、宇宙の星々がどのように誕生し、どのように消滅していくのかを解明しようとする研究者たちがいます。どちらの側も、相手のニーズ、利益、そして資源に寄り添っているのです。

さらなる証拠を求めるなら、SAO/NASA天体物理学データシステムで、ロスアラモス国立研究所に所属する共著者が2017年に発表した研究を検索してみてください。102件の論文が見つかります。平均すると、3.6日ごとに天体物理学論文が発表されている計算になります。しかも、これは非機密扱いの研究です。次に、ロスアラモス関連の論文のタイトルを長年にわたり精査してみましょう。超新星は長年にわたり人気を博しています。例えば、2013年に発表された論文には「ロスアラモスの超新星光度曲線プロジェクト:計算手法」があります。2013年から2014年にかけては、「最初の宇宙爆発の発見。I. 対不安定性超新星」、「II. コア崩壊型超新星」、「III. 脈動型対不安定性超新星」という3つの論文が発表されています。 2006年版には「強力レーザーによる超新星衝撃のモデリング」が掲載されています。それ以前の年には、「実験室での天体物理学の検証:FLASHコードによるシミュレーション」(2003年)や「ガンマ線バースト:最も強力な宇宙爆発」(2002年)といったタイトルが掲載されています。

冷戦時代の恐怖から生まれた宇宙と国家安全保障の同盟は、21世紀の不安定な地政学的状況においても健在であり、両開きの扉で揺れている。

ニール・ドグラース・タイソンとエイビス・ラング著『Accessory to War』より抜粋。著作権 © 2018 ニール・ドグラース・タイソンとエイビス・ラング。出版社WW Norton & Company, Inc.の許可を得て使用。無断複写・転載を禁じます。