| 基準 | テラパスカル (TPa) | ミリパスカル (mPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 0.000000101325 TPa | 101325000 mPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 0.000000016 TPa | 16000000 mPa |
| A car tyre | 0.00000022 TPa | 220000000 mPa |
| A racing bicycle tyre | 0.0000006 TPa | 600000000 mPa |
テラパスカル は、1000 ギガパスカル にあたる圧力の単位で、TPa と書きます。1000 万 バール です。技術者が造るもので、この圧力のもとで働くものはありません。この単位はむしろ、科学のまるで違う二つの片隅に属しています。知られているかぎりもっとも硬い材料の剛性と、大きな惑星の内部です。
この単位を地図のうえに載せたのは 炭素 の ナノ 構造です。単層の 炭素 ナノチューブ の ヤング 率は 1 テラパスカル に近く、グラフェン の 1 枚も同じで、重さに対しては、これまでに測られたなかでもっとも硬い材料になります。長らく基準だった ダイヤモンド は 1.2 テラパスカル です。この三つの数値こそ、材料科学にこの単位が姿を見せる理由のすべてです。
この水準の剛性は、強さと同じものではありません。ナノチューブ は引き伸ばされることに ものすごく 抗いますが、それを大量に束ねた実際の 繊維 は、はるかに低い応力で壊れます。管どうしが たがいに 滑ってしまうからです。1 テラパスカル の弾性率を 1 テラパスカル の破断強度と取り違えることは、これらの材料をめぐる一般向けの説明でもっともよくある誤りのひとつです。
惑星の内部は、本物の テラパスカル の圧力に達します。木星の中心は 3 から 4 テラパスカル と見積もられ、より大きな ガス 惑星の 核 はそれを超えます。そうした条件のもとで水素は金属のようにふるまい、それこそが惑星の磁場を生みます。つまりこの単位は、構造物にかかる荷重ではなく、物質の状態を言い表しているのです。
実験室も、いまでは短いあいだならここに届きます。レーザー による衝撃圧縮と パルス 磁場の手法は、試料を数 ナノ秒 のあいだ テラパスカル の帯へ押し上げます。その材料の密度と構造がどう応じるかを記録するには、それで十分な長さです。巨大惑星の内部条件のもとの物質について直に得られる証拠は、これらの実験だけです。
尺度を言えば、1 テラパスカル は大気圧の 1000 万倍であり、地球の中心の圧力のおよそ 3 倍です。この数はもはや人が感じ取れるものではなくなり、化学のありようが変わるほど近くまで押し合わされたとき原子が何をするかの記述になります。
1 テラパスカル は、1 兆 パスカル、1000 ギガパスカル、1000 万 バール、あるいは およそ 1 億 4500 万 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。
ミリパスカル は、パスカル の 1000 分の 1 にあたる圧力の単位です。記号は mPa です。パスカル じたいがすでにたいへん小さな単位で、机のうえに置かれた 1 枚の紙の圧力にあたります。ですからその 1000 分の 1 は、人が出あうほとんどどの圧力よりも小さいのです。それでも生き残っているのは、ふたつの分野がほんとうにその大きさで働いているからです。音響学と 粘度 です。
音は圧力の波であり、そこにあらわれる圧力はごく小さなものです。1 メートル 先のふつうの会話は、およそ 20 ミリパスカル の音圧を運びます。ささやきは 2 に近く、聴こえの 閾値、すなわち健康な若い耳がとらえられるもっとも小さな音は 0.02 ミリパスカル、つまり 20 マイクロパスカル です。大音量の ロック の演奏会は数 パスカル に達します。人の聴覚の使える範囲は、こうして ミリパスカル の 100 分の 1 から、その数千倍までのあいだに収まります。
だからこそ音は、圧力の単位ではなく デシベル で表されます。100 万倍にわたる範囲は、そのままの数では扱いにくいので、音響学は対数をとり、それを聴こえの 閾値 に錨のように留めます。しかし デシベル はけっして圧力の単位ではありません。どの デシベル の数値の裏にも パスカル か ミリパスカル の圧力があり、計器の校正はその実際の単位で行われます。
ふたつめの使いみちはもっと妙です。そもそも圧力ではないからです。粘度 は パスカル 秒 で測られ、人が気にかけるほとんどの液体は ミリパスカル 秒 の範囲に落ちます。室温の水は、実用上ちょうど 1 mPa·s です。それはたまたま 古い CGS 系 の 1 センチポアズ に等しく、そのため SI へ移っても 粘度 の表は数値がそのままでした。ミリパスカル だけでは根づかなかったところに、ミリパスカル 秒 が根づいたのはこのためです。
この物差しを手にすると、数値が読めるようになります。ガソリン は およそ 0.6 mPa·s、オリーブ 油 は 80、蜂蜜 は数千、グリセリン は 1400 ほどです。血漿 は およそ 1.3、全血 は 4 に近く、血の流れが水の流れより見積もりにくい理由のひとつがここにあります。
圧力そのものとしては、音響学の外では、ミリパスカル は真空の仕事や、実験室のもっとも穏やかな測定にあらわれます。ゆるやかな気体の流れを押す圧力の差や、強く引ききった容器に残る圧力です。そこでの隣の単位は、下が マイクロパスカル、上が パスカル です。
1 ミリパスカル は、0.001 パスカル、1000 マイクロパスカル、0.00001 ミリバール、あるいは およそ 0.000000145 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。