瞬間移動で真空は発生する？孫悟空のようなテレポートを物理学的に考えると起こる現象

SF作品や漫画では、瞬間移動によって人が一瞬で別の場所へ移動する描写があります。もし現実の物理現象として瞬間移動が起きた場合、元いた場所の空気はどうなるのか、新しく現れた場所ではどのような影響が起きるのかという疑問が生まれます。

特に、移動した人の体積分だけ空間が空いて真空になるのではないか、周囲の空気が急激に流れ込んで人が吸い込まれるのではないかという考えは、物理的に考える上で興味深いポイントです。この記事では、現実の物理法則をもとに瞬間移動を仮定した場合の現象を解説します。

物質が瞬間的に消えた場合、その場所は真空になるのか

人間の体がその場から一瞬で消えると仮定すると、確かにその瞬間、その場所には物質が存在しない空間ができます。人間の体は空気よりもはるかに密度の高い物質なので、体積分だけ空間に不足が生じます。

例えば、人間の体積を約70リットルとすると、70リットル分の空間にあった体の代わりに何もない状態が一時的に発生することになります。

ただし、地球上の空気は非常に速く動くことができるため、その真空状態が長時間維持されることはありません。周囲の空気が圧力差によって流れ込み、すぐに埋められます。

空気が急激に流れ込むという現象自体は起こる可能性があります。しかし、映画や漫画で描かれるような巨大な吸引力が発生するとは考えにくいです。

理由は、人間の体積程度の空間がなくなったとしても、その大きさは部屋全体や大気全体から見ると非常に小さいためです。

例えば、70リットルの空間が突然なくなった場合、周囲の空気はそこへ移動しますが、爆発的な風が発生するほどの圧力差にはなりません。近くにいる人が吸い込まれて飛ばされるような現象は起きないでしょう。

もし瞬間移動で人間が消えた場合、周囲では小さな空気の流れが発生すると考えられます。イメージとしては、部屋の中で大きな物を急に取り除いたときに、その場所へ空気が移動する現象に近いものです。

ただし、空気は圧縮できる気体であり、周囲から少しずつ移動するため、衝撃波のような大きな現象にはなりません。

例えば、水槽から物体を取り出した場合、水面が一瞬変化して周囲から水が流れ込むことがありますが、取り出した物体が小さいほど影響も小さくなります。空気の場合も同様です。

逆に、瞬間移動先で人間が突然出現する場合は、消える場合よりも大きな影響が出る可能性があります。

人間が存在する前、その場所には空気があります。そこに突然70kg程度の人体が現れると、その体積分の空気を押しのける必要があります。

これは、人が狭い場所へ急に入り込んだ場合と似ています。押し出された空気によって周囲に風が発生しますが、人間程度の大きさでは大爆発のような衝撃になるわけではありません。

実際の物理学では、瞬間移動を実現するには空気の問題よりも、もっと大きな課題があります。

物体を瞬間的に移動させるには、その物体を構成する原子や分子の情報を完全に扱う必要があります。また、物質を別の場所に出現させるには、エネルギー保存則や量子力学など多くの問題があります。

つまり、瞬間移動が難しい理由は「移動した場所の空気がどうなるか」よりも、「物質そのものをどのように移動させるか」という点にあります。

漫画のように周囲への影響を無視できる瞬間移動が存在するなら、移動前後の空間変化も何らかの方法で処理されていると考える必要があります。

例えば、移動する瞬間に空気も一緒に移動する仕組みや、出現場所の空気を押し出す仕組みがあるなら、周囲への影響はさらに小さくできます。

SF作品では物理的な細かい影響を省略して描かれることが多いですが、現実の物理学で考えると、瞬間移動には空間・物質・エネルギーに関する多くの問題が関係しています。

物質が瞬間的に消えるなら、その場所には一時的に空間の不足が生じ、周囲の空気が流れ込む現象は起こると考えられます。

しかし、人間一人分程度の体積による変化では、大きな吸引力や強烈な風が発生することはありません。また、突然人間が現れる場合も、空気を押し出す影響はありますが、爆発のような現象にはならないでしょう。

瞬間移動を物理学的に考えると、空気の問題よりも「物質をどのように移動させるか」という根本的な問題の方がはるかに大きく、そこにSFとしての面白さがあります。