第56回 安珍清姫伝説の科学的検証 [訂正版]
和歌山の道成寺で、思いを寄せた僧・安珍に裏切られた少女・清姫が激怒のあまり蛇身に変化し、道成寺の鐘ごと安珍を焼き殺すという内容の伝説の「安珍清姫伝説」だが、
安珍が鐘ごと焼き殺されるには何ジュールのエネルギーが必要か？
まず、安珍の体重を60kgとしよう。人間の体の3分の2は水分だから、安珍が含む水分は40kg。
安珍の体温が36℃だとすれば、これを64℃上げなければならない。水の比熱は 4186J/(kg・K)
丸焼けにするには、これだけの水を完全に蒸発させる必要があるが、そのエネルギーは、
Q=mcΔT
より、40 × 4186 × 64 = 1.072 × 107 J
調べてみると、梵鐘の直径は63cm、高さ150cm、厚さ5.3cm、重さは250kgらしい。ゆえに、鐘の内部の空間の半径は26.2cm。体積は、3.0×105cm3 = 0.30m3 ほど。この体積の空気の質量は0.39kg。これを100度まで上げるには、常温を20度とすれば、必要なエネルギーは3.1×104 J
また梵鐘は、鐘が赤く光る1000℃(温度が980℃上昇)になったものとしよう。銅の比熱は380J/(kg･K)なので、必要なエネルギーは、
Q=mcΔT
より、9.31×107 J
総エネルギーは、1.04×108 J
しかし、炎による熱は一般に9割が、空気中に逃げるなどして失われる。実際にはこの数値の10倍、
1.04×109Jの(1.04GJ)エネルギーが必要である。
これはTNT火薬250kgの爆発エネルギーに相当する。
文献には、「三時あまり燃え上がり」とある。当時の「1時」とは2時間であり、3時は6時間。
1.04×109Jを6時間つまり21600秒で割ると、4.8×104 W
空気中へ逃げているエネルギーは光や熱などに変わるが、総エネルギーの半分が光エネルギーになっていたと考えると、
光としては2.4×104 W。
甲子園の照明の照度の84％に相当する明るさである。これが、ほんのわずか1㎡くらいの領域に集中するのだ。
太陽光ですら、地表では1㎡当たり800W程度。清姫の炎は、その30倍も明るい。近くで見ている人は、通常の30倍の速さで日焼けする!!
参考文献
※ これより下は訂正前の内容
和歌山の道成寺で、思いを寄せた僧・安珍に裏切られた少女・清姫が激怒のあまり蛇身に変化し、道成寺の鐘ごと安珍を焼き殺すという内容の伝説の「安珍清姫伝説」だが、
安珍が鐘ごと焼き殺されるには何ジュールのエネルギーが必要か？
梵鐘の重さを10t、また梵鐘は200℃(温度が180℃上昇)になったものとしよう。銅の比熱は0.380J/(g･K)なので、必要なエネルギーは、
Q=mcΔT
(cは比熱)により、
0.380×107×180=68.4×107=6.84×108J
よって、6.84×108Jのエネルギーが必要である。
ところが、炎による熱は一般に9割が、空気中に逃げるなどして失われる。実際にはこの数値の10倍、
6.84×109Jの(6.84GJ)エネルギーが必要である。
これは世界の人口1人あたりの年間消費電力量(8.5GJ)に匹敵するエネルギーである。
また、マグニチュード3.5～4.0ほどの地震のエネルギーや、TNT火薬1.5tの爆発エネルギーに相当する。
清姫が1秒あたり500Jの熱を放ち続けた場合、13680000秒間すなわち、約158日間炎を放ち続ける必要がある。
もし1秒あたり1000J ならば、6840000秒間、すなわち約79日間炎を放ち続ける必要がある。
仮にもしこのエネルギー(6.84×109J)を1秒で放射できるなら本当に危険だ。
こうなれば6.84×109ワットの仕事率である。前述のように、この9割は他のエネルギーに姿を変える。
半分の3.42×109ワット(34億2千万ワット)の光が放たれたならば、辺り一面は火の海それどころか被爆者すら出てきてしまう。それどころか、これによって、カメラのフラッシュと同程度の閃光が4000km先まで届く。
道成寺から半径2000km以内の範囲では、人が失神するほどの閃光が届く。東アジアの人口の半分が失神。
何万人もの人々が、たかが"清姫の嫉妬"のせいで被災。近くにいた僧達は確実に絶命。地形も大きく変わる。
3.42×109ワットの光は、30km先に真昼の太陽と同程度の光を伝える。
幸い、御坊市は山に囲まれた地形なので被災範囲は計算値より小さくなるが、これはむしろ「御坊市内では計算値より被害が大きい」ということを示す。
平安時代だからよかったようなものの、もしも現代でこんなことが起きれば、日本どころか、台湾、韓国も交通は大混乱、経済も大混乱。株価は急暴落。
ただこれは、6.84×109Jを1秒で放射できるならの話。
もし清姫が6.84×109Jを1秒で放射できるなら前述のようになってしまい、目撃者は一人もいない。誰も後世に話を語り継げない。だからやはり、清姫は1秒あたり1000Jの熱を放出し約79日間にわたって炎を放ち続けたのだろう。
この場合は発生総熱量は1000ワットになる。損失されるエネルギーの半分が光に変わるなら、500W。
光を放つ領域の表面積が10m2だとすると、1cm2あたり0.005W。
おお、この明るさなら誰も失神しないぞ。
しかし、79日間も燃えさかる鐘(と安珍)を放置しておくとは何事だ。
この情景を昔の絵を使って表すと、こうなる。(年号以外の日付は想像)
928年8月20日
↓
928年11月17日
それにしても、思いを寄せた人に裏切られたからといって
「世界の人口1人あたりの年間消費電力量」に匹敵するエネルギーを放出する清姫。
このエネルギーを何か平和に使えなかったのだろうか?
とはいえども、清姫は(嫉妬が原因でも)、 「世界の人口1人あたりの年間消費電力量」に匹敵するエネルギーを放出できるようにする原因を作った安珍に感謝すべきだ。
ま、待てよ!
たしか、清姫は蛇に変身して、炎を放ちながら日高川に飛び込んで安珍を追いかけたそうだ。
1秒間に1000Jの熱量を放つ清姫が、日高川を渡りきるのに1分かかったとするならば、水に60000Jの熱量が伝わったことになる。これによって、14リットルの水が沸騰する。水温が大きく上がったに違いない。
参考文献