こんにちは！マシュマロ愛好家の摩周麻呂男（ましゅう まろお）です。
雨上がりの空にかかる虹のように、あるいは子どもの頃に夢見たお菓子の国の綿菓子のように、マシュマロはそのふわふわとした質感で私たちを魅了します。口に入れた瞬間のあの優しい甘さと、シュワっと溶けていく儚さは、まるで小さな魔法のようですよね。
ところで、そんなマシュマロをじっと見つめていると、ふとこんな疑問が湧いてきませんか？「この信じられないほどのふわふわ感は、一体どうやって生まれているんだろう？」「もし、このマシュマロを真空の世界に連れて行ったら、一体どんなことが起こるんだろう？」
今回のコラムでは、そんな素朴な疑問を入り口に、マシュマロという身近なお菓子に隠された驚くべき科学の世界へと皆さんを案内します。まるで舞台役者のように、マシュマロは真空の中で意外なドラマを繰り広げます。さあ、一緒に「マシュマロ×真空」という、一見すると奇妙な組み合わせが生み出す科学的スペクタクルを覗いてみましょう。読み終わる頃には、きっとあなたも誰かに話したくなる、とっておきの雑学と科学への新しい視点を手に入れているはずです。
★マンガコーナー
1. マシュマロの素顔：ふわふわの秘密は“空気の芸術”
1-1. 無数の泡が織りなす、奇跡の食感
想像してみてください。熟練の職人が、空気を丁寧に、まるで芸術作品を作るように練り上げていく姿を。マシュマロは、まさにその作品です。
砂糖、水飴、ゼラチンといったシンプルな材料を特別な方法で混ぜ合わせ、空気を含ませることで、あの独特な食感が生まれます。
顕微鏡でマシュマロの中を覗いてみると、そこには無数の小さな気泡が所狭しとひしめき合っているのが見えます。
これらの気泡が、言葉では表現できないほどの柔らかさを作り出しているのです。
ゼラチンの魔法：ゼラチンは、マシュマロの骨組みとなる重要な成分です。
冷えることで三次元の網目状の構造を作り出し、気泡をしっかりと閉じ込めて形を保ちます。
まるで、空気で満たされた小さな風船のように、それぞれの気泡が独立した空間を維持しているのです。
砂糖の隠れた才能：甘みを与えるだけでなく、砂糖には魔法のような働きがあります。
砂糖が溶けることで粘度が高まり、気泡がさらに安定します。しっかりとした骨格がなければ、マシュマロはすぐに潰れてしまうでしょう。
雑学：古代エジプトの“のど飴”から現代の“ふわふわ”へ
驚くべきことに、マシュマロには古代のルーツがあります。
古代エジプトでは、ウスベニタチアオイという植物の根の絞り汁に蜂蜜などを混ぜたものを、のどの痛みを和らげる薬として用いていました。
これが、マシュマロという名前の由来です（ウスベニタチアオイの英語名がmarshmallow）。
現在の甘くてふわふわしたお菓子としてのマシュマロが誕生したのは、19世紀のヨーロッパ。
フランスの菓子職人がウスベニタチアオイの根の代わりにゼラチンを使うようになり、大量生産が可能になりました。
古代の薬が、現代の人気お菓子へと姿を変えたのです。
2. 真空という名の舞台：空気が消えるとき、何が起こる？
2-1. 圧力が消えた世界
「真空」と聞くと、SF映画に出てくる宇宙空間を思い浮かべる人もいるかもしれません。
想像しにくいかもしれませんが、実際には真空は私たちの身の回りにも存在しています。
理想的な真空とは、文字通り空気分子が全く存在しない状態ですが、科学技術の世界では「通常より空気が極端に少なく、圧力が著しく低い状態」を指すことが一般的です。
家庭の秘密兵器：真空パック機
食品を長持ちさせるために使われる真空パック機は、容器内の空気を吸い出し、内部を低圧状態にします。
これにより食品の酸化や微生物の繁殖を抑えることができるのです。
科学の目：実験室の真空ポンプ
科学実験室では、真空ポンプという装置を使って、意図的に容器内の空気を抜き取り、低圧環境を作り出します。
様々な実験で真空状態を作ることは重要なステップです。
2-2. 日常に潜む真空の足跡：飛行機の中のお菓子の秘密
飛行機に乗ったとき、お菓子の袋がパンパンに膨らんでいるのを見たことはありませんか？
これは、飛行機が上空に上がるにつれて外の気圧が低くなるためです。
袋の中の空気は外の圧力とのバランスを取ろうとして膨張します。
飛行機の機内は「簡易的な真空状態」と言えるでしょう。
さらに想像を膨らませてみましょう。
宇宙空間は極限の真空状態に近い世界です。
空気が存在しないため、袋の中の空気は際限なく膨らもうとします。
もしマシュマロを宇宙空間に持っていったら、一瞬で大きく膨らみ、気泡が破裂してしまうかもしれません。
3. いよいよ実験開始！マシュマロ、真空で大変身！？
以下、実験の流れをご紹介しますが実際の実験の様子を動画で見ていただいた方がイメージしやすいと思いますので、YouTuberたちの実験動画を引用させていただきます。
3-1. 実験準備はワクワクの始まり
さあ、いよいよ実験の時間です！
科学の目でマシュマロを観察してみましょう。
真空状態でマシュマロがどんな変化を見せるのか、ワクワクしながら進めていきます。
【必要なもの】
- 真空容器（しっかり密閉できる透明なものがおすすめ）
- 真空ポンプ（手動でも電動でもOK）
- マシュマロ（大きめのものが変化がわかりやすい）
↓amzonでも手に入ります。
実験の流れ
- 真空容器にマシュマロを入れます。
- 真空ポンプを使って容器内の空気を徐々に抜いていきます。
- マシュマロの変化をじっくり観察しましょう。
- 最後に、真空状態を解除して元の気圧に戻し、マシュマロの変化を再び確認します。
3-2. マシュマロが膨らむ瞬間を見逃すな！
空気を抜き始めると、マシュマロが少しずつ膨らんでいきます。
容器内の圧力が下がることで、マシュマロ内部の気泡が膨張し始めるのです。これは、外の圧力が減少したため、マシュマロ内部の空気が外に向かって押し広げられるからです。
マシュマロ膨張のポイント
- 真空状態が強まるほど、マシュマロはより大きく膨らみます。
- 風船のように膨らむマシュマロは、まるで「巨大マシュマロチャレンジ」を見ているような面白さがあります。
3-3. 切ない結末：膨張から収縮へ
楽しい時間は長くは続きません。
空気を再び容器に戻すと、マシュマロは急激にしぼみます。
元の大きさよりも小さくなり、表面が少しシワシワになっていることに気づくでしょう。
なぜマシュマロは小さくなるのか？
膨らんだときに気泡の壁が破れてしまい、元の状態に戻れなくなるためです。内部の空気が抜けてしまい、ふわふわの構造が崩れてしまうのです。
4. マシュマロが教えてくれる、圧力の不思議
この実験は、単なるお菓子遊びではありません。
マシュマロの変化は、気体の圧力と体積が密接に関係していることを示す「ボイルの法則」を視覚的に理解する絶好の機会です。
ボイルの法則とは
「気体の温度が一定の場合、圧力が下がれば体積が増え、圧力が上がれば体積が減る」という法則です。
飛行機内でポテトチップスの袋が膨らんだり、水中でダイバーの空気タンクが圧縮されるのも、ボイルの法則が関係しています。
雑学：ボイルの法則は私たちの身近に！
ボイルの法則とは、一定温度下で気体の圧力（P）と体積（V）が反比例する関係を示す物理法則です。
具体的には、P×V=一定 という式で表されます。この法則は日常生活の様々な場面で応用されており、私たちの身の回りにも多くの例があります。
以下に、ボイルの法則が関与する具体的なシチュエーションを詳しく見ていきましょう。
1. 山で膨らむお菓子袋
登山中にスナック菓子がパンパンになる理由
山に登ると標高が上がり、外部の気圧が低下します。
ボイルの法則によれば、外部の気圧が下がると、同じ気体が袋内に閉じ込められている場合、その体積は増加します。
具体的には、気圧が下がることで袋内のガスが膨張し、お菓子袋が膨らむのです。
例えば、海抜0メートルの場所では標準大気圧が約1013ヘクトパスカル（hPa）ですが、標高が3000メートルに上がると気圧は約700 hPaに低下します。
この変化により、気体の体積は約1.45倍に膨張します。
そのため、登山中に持参したスナック菓子の袋が普段よりも膨らんで見えるのです。
2. 炭酸水の泡
炭酸水を振ったあとに開けると泡が一気に出る理由
炭酸水には二酸化炭素（CO₂）が溶け込んでおり、瓶や缶の中では高圧状態が保たれています。
ボイルの法則によれば、容器を振ることで内部のガス圧が一時的に上昇します。
振ることにより、気体分子が激しく動き回り、圧力が増加します。
その後、蓋を開けると急激に圧力が低下するため、溶け込んでいたCO₂が急速に気化し、多量の泡として表面に現れます。
これが炭酸水を開けた際に「シュワシュワ」と泡が一気に出る現象です。
特に冷たい状態でない炭酸水は気体の溶解度が低くなるため、泡立ちやすくなります。
3. 膨張する風船
風船を高高度に持ち上げると膨らむ現象
風船の中の空気もボイルの法則に従います。
地上から高高度に持ち上げると外部の気圧が下がり、風船内部の空気が膨張します。その結果、風船が大きく膨らむのです。
極端な場合、風船が破裂することもあります。
4. 呼吸と気圧
高山病と気圧の関係
高山に登ると気圧が低下するため、空気中の酸素分圧も低下します。
これは呼吸に影響を与え、高山病の原因となります。
ボイルの法則により、同じ体積の肺に入る酸素分子の数が減少するため、体は酸素不足を感じます。
このため、登山者は酸素補給やゆっくりとしたペースでの登山が推奨されます。
5. 潜水と浮力
ダイバーが深海で感じる圧力変化
潜水中、深く潜るほど周囲の水圧が増加します。
ボイルの法則により、空気を含む器具（例：スキューバタンクや浮力ベスト）の体積は圧力の増加に伴い減少します。
このため、潜水者は適切な器具の管理と圧力変化への対応が必要です。
ボイルの法則は、気圧と体積の関係を理解する上で基本的な法則であり、日常生活から極限の環境まで幅広く応用されています。
これらの例を通じて、物理法則がどのように私たちの身近な現象に影響を与えているかを実感することができます。
5. まとめ：マシュマロは科学の宝箱
マシュマロは、ふわふわの食感で私たちを楽しませてくれるだけでなく、真空という特殊な環境で科学の驚きを見せてくれる存在です。
次にマシュマロを食べるときは、「この中には小さな空気の魔法が隠されているんだな」と想像してみてください。
そして、家族や友人と一緒に真空実験を楽しみ、その不思議な変化を共有してみるのも面白いでしょう。
マシュマロ×真空。意外な組み合わせが、圧力と気体の不思議を教えてくれる最高の教材になります。
ぜひ、この実験を通して科学の面白さを体感してみてください！
