神の御業 ５
２０２５年９月７日 寺岡克哉
５章 質量欠損 その１
ここでは、「質量欠損（しつりょうけっそん）」という現象について述べますが、その
前にまず、「質量」について説明したいと思います。
たとえば・・・以前に「物体の “重さ” が重ければ重いほど、重力が強くなる」と説明
しましたが、じつは「物体の “質量” が大きければ大きいほど、重力が強くなる」という
のが、本当に正しい説明となります。
するとここで、「重さ」と「質量」は、いったい何が違うのか？ という疑問が生じま
すが、この疑問に対して簡単に説明すると、「 “重さ” は台秤（だいばかり）で測った値
であり、 “質量” は天秤（てんびん）で測った値である」となります。
たとえば１kg（キログラム）の金塊があったとして、これを台秤で測った場合、地球で
測るともちろん１kgという値ですが、火星で測ると重力が弱いので0.38kgという値になり、
月で測るとさらに重力が弱いので0.17kgという値になってしまいます。だから台秤で測っ
た値（つまり重さ）は、重力の強さによって変わってしまうのです。
ところが、天秤で１kgの金塊とつりあうのは１kgの分銅（ぶんどう）であり、それは地
球でも火星でも月でも、１kgの金塊とつりあうのは１kgの分銅です。だから天秤で測った
値つまり「質量」は、重力の強さによって変わることがなく、「その物体が有している物
質のそのものの量」を表しているのです。
＊ ＊ ＊ ＊ ＊
さて、「質量」の説明が終わったので、つぎに「質量欠損」の説明をしたいと思います。
一般に、比較的質量の小さな２つ以上の原子核が「核融合反応」をすると、新しく作ら
れた原子核の質量は、元の原子核の質量の合計よりも小さくなります。この質量の減少を
「質量欠損」といいます。
たとえば太陽などの恒星の内部では、核融合反応によって４つの水素原子核から１つの
ヘリウム原子核ができます。このとき、４つの水素原子核の質量の合計は6.690×10−27 kg
です。が、しかし、１つのヘリウム原子核の質量は6.645×10−27 kgしかないのです。この
差である0.045×10−27 kg＝4.5×10−29 kgが「質量欠損」となります。
（4.5×10−1は0.45という意味であり、4.5×10−2は0.045という意味なので、4.5×10−29 kg
の質量欠損というのは0.000000000000000000000000000045 kgの質量欠損という意味です。）
ところで、なぜ比較的質量の小さな原子核が「核融合反応」をすると、このような「質
量欠損」が生じるのかは、ものすごく不思議な現象であり、「神の御業」であると言うし
かありません。
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ところで一方、アインシュタインの相対性理論によると、質量がエネルギーに変わると
きや、エネルギーから質量が生み出されるときには、質量とエネルギーの間で、ある一定
の関係が成り立つとしています。
それは、エネルギー ＝ 質量×光の速さ×光の速さ という関係です。
ここで上の話にもどり、核融合反応によって４つの水素原子核から１つのヘリウム原子
核が作られたとき、4.5×10−29 kgの「質量欠損」が生じました。
この4.5×10−29 kgの「消えた質量」は、一体どうなったのでしょう？
それは、消えた分の質量が「エネルギー」に変わって外に放出されたのです。
4.5×10−29 kgの質量がエネルギーに変わると、光の速さは秒速3×108 メートル（つま
り秒速300000000メートル）なので、
エネルギー ＝ 質量×光の速さ×光の速さ
＝ 4.5×10−29 × 3×108 × 3×108 ＝ 4.05×10−12Ｊとなります。
ここでＪ（ジュール）というのは、エネルギーを表す単位です。
このＪという量を感覚でも分かるように示すと、たとえば質量１kgの物体を、地球上で
１メートルの高さまで持ち上げるのに必要なエネルギーは9.81Ｊです。
あるいは、１リットルの水の温度を、１℃上げるのに必要なエネルギーは4184Ｊとなり
ます。
上で計算したように、アインシュタインの相対性理論を使えば、「質量がエネルギーに
変わるとき」に、どれぐらいの質量が、どれぐらいのエネルギーに変わるのかは、計算に
よって厳密に解かります。
が、しかし、「どうして質量は、エネルギーに変わることが出来るのか？」という疑問
については、ものすごく不思議な現象であり、「神の御業」であるとした言いようがない
のです。
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ところで「太陽」は、核融合反応によって１秒間あたり、およそ430万トンの質量を、
およそ3.8×1026 J のエネルギーへ変換しています。
この、１秒間あたり3.8×1026 J というエネルギーを感覚的に表すと、「地球の海全体」
と同じ量の水を、たった１秒間のうちに、およそ６５℃上昇させる（つまり１０℃の冷た
い水を７５℃の熱い湯にする）エネルギーに相当します。
その莫大（ばくだい）な太陽エネルギーは、遠く離れた地球にも降りそそぎ、光合成に
よって植物を育て、ひいては地球の生物全体の命を支えています。
もしも、「質量欠損」という現象が存在しなかったら・・・
そしてもしも、「質量がエネルギーに変わる」という現象が存在しなかったら・・・
もしも、そうだったら、太陽が輝くことはなく、地球の生命がこんなに繁栄することも
できず、人類である私たちも存在しなかったでしょう。
ゆえに、「質量欠損」と「質量がエネルギーに変わる」という、ものすごく不思議な現
象は、まさに「神の御業」による奇跡であるとしか言えないのです。
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