30tの金属バットはありえる？

質問

重さ30tの金属バット（大きさは普通）は、人間界に存在できるんでしょうか？
できないとしたら、限界はどれくらいでしょうか。
人間界に存在できる密度の限界を教えてください。

中性子星などはものすごく密度が高いですが、中性子星をバットの形に切り取ったとしても、放射線やらが危険で人間は触れることもできないようで、そういうのはナシです。（ただし持てるかどうかは考慮しません、あくまで触ることが出来ればOKです）

ちなみに比重の大きい物質を教えてほしいわけではないです。物体を圧縮していったらどこまでいけるか、を知りたいのです。
作れるかどうかも問いません。とにかく、もしそういうものを作れたとしたら、人間界で安定に存在できるか、ということです。

ファンタジックな世界を構想していてとにかく重い（トン単位が望ましい）金属バットを登場させたいのですが、こういった正確な知識はあまり持ち合わせていないので……。
文章が散漫でわかりにくいかもしれませんが、回答お願いします。

回答No.3

alphaXXX · ベストアンサー

＞(1)たとえば鉄の塊１ｍ³に何かとてつもない圧力をかけて１ｃｍ³、あるいはもっと小さく（技術的なことはさておき）圧縮した場合、もはやそれは「鉄以外の何か」に変わってしまうのか？
＞(2)圧縮したのち圧力を解除したら、その状態からもとに戻ってしまうか？
ということです。

物質によってはありえます。通常は高圧で圧縮しても低圧に戻すともとの体積に戻りますが、条件によっては相転移という現象が起きて原子の配列が変化し、全く性質が違う物質になることがあります。
身近な例では水を常圧で0℃未満にすると液体から固体（氷）になります。これが相転移の1つです。相転移した物質は常圧常温に戻すと元に戻るものもありますが（氷は常温に戻すと水に戻る）もとに戻らず変化したままの物質もあります。
例えば黒鉛を1500℃に加熱して5万気圧で圧縮すると黒鉛を構成する炭素原子の配列が変化してダイヤモンドになります。ダイヤモンドは常温に戻しても黒鉛にはなりません。
金属も高温高圧にすると原子配列が変化して性質が変わるものがあります。

ただ、現在分かっている範囲ではバットくらいの体積で30トンになるほどの高密度になる物質は存在しないかと思います。原子の配列密度に限界がありますので密度が何十倍とかにまで上昇するということはありません。
地球の中心の超高温高圧でも無理です。
しかしながら、さらにものすごい重力や高圧をかければ縮退という現象が起きて中性子星や白色矮星のような角砂糖1個で何万何億トンという超高密度物質となります。

ですのでちょうど良く常温常圧でバットの体積で30トンになる物質は恐らくないと思います。
ただ、高温高圧下での物質の状態変化にはまだ不明なこともありますので、フィクションなら
「鉄とクロムとイリジウムを特定の割合で混合し、特殊な触媒下で10000℃1000万気圧で圧縮すると原子同士の相互反応により特殊な相転移を起こし、バットくらいの大きさで30トンに達する物質に変化するという反応が発見された」
みたいな嘘技術を設定してしまってもいいんじゃないかなと思います。。
ファンタジーな世界なら単純に魔法で生み出されたとか、オリハルコンみたいな現実には存在しない物質を創作してもいい気もしますが。

お礼

普通のままで密度が何十倍、とはならないのですね……。ある程度高めようと思うと、一気に振りきって中性子星レベルまで行ってしまう……と。
30tの金属バットの説明には、思い切ってトンデモ理論を登場させることにします。

回答ありがとうございました。

回答No.2

satoru1975

固体の密度は結晶構造から計算できたハズで、同温・同圧では一定のハズです。
前回の回答で述べたように、高温高圧下では、密度は大きくなると思いますが、それを常温常圧に戻せば、もとの密度に戻るのではないでしょうか(物性物理はあまり勉強してこなかったので間違えているかも…)。

やはり人間が触れるという前提がある限りは難しいのではないでしょうか。

例えばガンダムの「ミノフスキー粒子」は、外部には完全に遮蔽された「熱核融合炉」とか、レーダーや誘導兵器が使えず「近接白兵戦をせざるを得ない」といった世界観を作るために創造された粒子ですが、後付け設定でミノフスキー物理学なんて言う仮想学問までできました。

なのでストーリーがよければ設定なんてどうとでもなると思います。

お礼

やはり、ある程度現実的な裏付けは無理そうですね……。
しかしまあ理論的な裏付けがあればいいな、くらいの感覚だったので、思い切ってトンデモ理論を登場させることにします。

回答ありがとうございました。

回答No.1

satoru1975

先程も回答しましたが、人間が触れることができる状態で安定しているという前提にたてば、オスミウムになるのではないでしょうか？

人類が到達した最高密度は「大型ハドロン衝突型加速器（LHC）で生成された超高温物質で、クオークグルーオンプラズマ（QGP）と呼ぶ物質の原初的な状態で、太陽内部の10万倍以上の高温で、宇宙最高クラスの密度の中性子星よりもさらに高密度」だそうです。
触れることは不可能ですね。

補足

えーと、私の文章力不足と知識不足のせいですかね……。

ようするに、
(1)たとえば鉄の塊１ｍ³に何かとてつもない圧力をかけて１ｃｍ³、あるいはもっと小さく（技術的なことはさておき）圧縮した場合、もはやそれは「鉄以外の何か」に変わってしまうのか？
(2)圧縮したのち圧力を解除したら、その状態からもとに戻ってしまうか？
ということです。

トン単位の金属バットを存在させるにはどうも普通にオスミウムを使うだけでは不可能なようで、このような質問をさせていただきました。
もし(1)のようなことをしても鉄が変移しないのならば、そうして圧縮した鉄で、通常の百万倍の重さを誇る半径２ｃｍ・長さ２ｍの棒が作れるのではないかなー、などと期待しております。