| 基準 | ミリヘルツ (mHz) | マイクロヘルツ (µHz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 50000 mHz | 50000000 µHz |
| Concert pitch A above middle C | 440000 mHz | 440000000 µHz |
| An FM radio station | 1 × 1011 mHz | 1 × 1014 µHz |
| A Wi-Fi band | 2.4 × 1012 mHz | 2.4 × 1015 µHz |
| A desktop processor clock | 3 × 1012 mHz | 3 × 1015 µHz |
ミリヘルツは、1 ヘルツ の 1000 分の 1 にあたる振動数の単位です。記号は mHz です。1 ミリヘルツ は 1000 秒に 1 回、17 分弱に 1 回の繰り返しにあたるので、この単位は、繰り返しを眺めていられるほどゆっくりした現象を表します。
小文字の m が肝心です。1 ミリヘルツ は 1 メガヘルツ の 100 万分の 1 であり、両者を分けているのは最初の文字の大小だけです。打ち間違いが量を 6 桁も変えてしまう場所は SI のなかでも数えるほどしかなく、大文字と小文字の区別が失われた文書では、これが繰り返し混乱の種になります。
この単位の本来の住まいは地震学です。大きな地震は地球全体を鐘のように鳴らします。この自由振動の周期は数分から 1 時間ほどで、およそ 0.3 から 5 ミリヘルツ のあいだに位置します。もっとも低い モード は、惑星が球のまま膨らんだり縮んだりするもので、周期は 20 分近くになります。これらの振動数の測定こそが、地震波トモグラフィーが現れる前に地球の深部構造を描き出した手立てでした。
太陽も同じ範囲で振動しています。日震学は太陽の内部に閉じ込められた圧力波を調べます。もっとも強い信号は、およそ 3.3 ミリヘルツ の 5 分振動です。数百万に及ぶこれらの モード を追うことで、太陽の内部の自転や対流層の深さが明らかになります。表面を望遠鏡で眺めていても得られない情報です。
海洋の潮汐は、これよりさらにずっと下にあります。もっとも主要な太陰半日周潮は 12 時間 25 分ごとに繰り返し、これはおよそ 0.022 ミリヘルツ です。潮汐表が組み立てられる分潮の一族は、0.1 ミリヘルツ を下回る範囲を占めています。
工学がこの単位に出会うのは、高層建築や長大橋の揺れであり、その基本 モード はおよそ 100 から 500 ミリヘルツ に落ち着きます。暖房設備や化学プラントのゆるやかな制御ループもそうで、そこでは工程が変化に応じるまでに何分もかかることがあります。
1 ミリヘルツ は、0.001 ヘルツ、1000 秒に 1 サイクル、1000 マイクロヘルツ に等しくなります。
マイクロヘルツは、1 ヘルツ の 100 万分の 1 にあたる振動数の単位です。記号は µHz です。1 マイクロヘルツ は 100 万秒に 1 回、すなわち 11 日半あまりに 1 回の繰り返しにあたるので、この単位は、数週間、数か月、数年という尺度で繰り返す現象を測ります。
もっともよく使われるのは星震学です。恒星は振動しており、その振動数は、鐘の音の高さが形と厚みで決まるのと同じように、内部の構造によって決まります。太陽に似た恒星は数千 マイクロヘルツ で鳴り、赤色巨星は数十 マイクロヘルツ、もっとも大きく進化した星は 1 を下回ります。ケプラー や TESS といった宇宙望遠鏡は、明るさが 100 万分の数だけ変わるようすを見張ることで、何十万もの恒星についてこれらの振動数を測りました。
この手法は、ほかのどんな方法でも得られない量をもたらします。振動の スペクトル から、天文学者は恒星の質量と半径と年齢を導き出せます。恒星の年齢は、それ以外の方法ではほとんど決められません。惑星をもつ恒星の、したがってその惑星系の年齢が、今日こうして定められています。
重力波の天文学もこの帯域を求めています。計画中の宇宙重力波望遠鏡 LISA は、およそ 100 マイクロヘルツ から 1 ヘルツ のあいだで感度をもつ予定です。この範囲には、合体する超大質量ブラックホールと、私たちの銀河にある何千という近接した白色矮星の連星が含まれます。地上の検出器はこの周波数に届きません。地面の雑音に呑まれてしまうからです。
地球物理学は、もっとも遅い分潮にこの単位を用います。半月周期と 1 か月周期の太陰潮、半年周期と 1 年周期の太陽潮がそれで、あわせて長周期の変動を生み、潮汐の予報はこれを織り込まねばなりません。地球の自転軸のふらつきである極運動は 14 か月の周期をもち、これはおよそ 0.8 マイクロヘルツ にあたります。
気候と海洋の科学は、さらに低いところまで届きます。エルニーニョ・南方振動は 2 年から 7 年ごとに不規則に戻ってきますが、これは 0.01 マイクロヘルツ をはるかに下回ります。長い氷床コアの記録は、さらに遅い周期を解き明かします。
地球 そのもの が 教科書 の ような 例 を与えます。その 自転 の 軸 は およそ 433 日 の 周期 で 小さな 円 を さまよいます。1891 年 に見つかった チャンドラー の 揺れ であり、周波 数 で およそ 0.027 マイクロヘルツ です。これ を捉えるには 何 十 年 も の 位置 天文 の 仕事 が要りました。これ ほど 遅い 信号 は、多く の 周期 を観測して はじめて ゆっくり した ずれ と 分けられる からです。それ が この 帯 の 一般 の 制約 です。1 マイクロヘルツ での 測定 には、少なくとも 数百万 秒、できれば 数千万 秒 の 記録 が要り、装置 は その 資料 が読めるように なる まで 何 年 も 安定 していなければ なりません。ですから この単位は、速い 学問 ではなく 辛抱 強い 学問 の もの です。
1 マイクロヘルツ は、0.000001 ヘルツ、100 万秒に 1 サイクル、1000 ナノヘルツ に等しくなります。