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カテゴリ:宇宙のお話( 7 )

星に魅せられて

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宮沢賢治は、星をとても意識している。
銀河鉄道の夜、よだかの星、星めぐりの歌、ふたごの星などたくさんの作品があります。

一度は読んでみてはどうでしょうか。
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by ozemu | 2014-05-24 20:16 | 宇宙のお話 | Trackback | Comments(0)

マックホルツ彗星

昨年8月に発見されたマックホルツ彗星が、今日6日に地球に最接近します。暗いところなら肉眼でも見える3等級の明るさになり、ぼうっと淡い光を放つ姿が今月末まで楽しめそうです。
最も見つけやすいのは7〜9日ごろで、夕方から真夜中過ぎまで南方の空に高くのぼり、おうし座の中で輝く星団「すばる」のすぐ近くに位置します。
ですから、マックホルツ彗星を見るには、すばるを見つけることから始めましょう。もしすばるがすぐにわからないようでしたら、有名でよく目立つ冬の星座オリオン座を見つけましょう。オリオン座は、4つの星が形作る長方形の真ん中に3つの星が並んだ、わかりやすい形の星座です。その右上がおうし座です。
この機会に是非ご覧になって下さい。
ただ、残念なことに、こちら日本海側では冬型の気圧配置で、見えそうにないですね。
2003年8月撮影「宇宙からの贈り物」
 
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by ozemu | 2005-01-06 20:38 | 宇宙のお話 | Trackback | Comments(0)

宇宙のこれから

一体、未来の宇宙はどうなっていくのでしょうか。宇宙は誕生以来ずっと膨張を続けています。これからもずっと膨張を続けていくのか、それともやがて収縮に転じるのでしょうか。

 それは、宇宙全体の質量密度と宇宙の崩壊に必要な臨界密度との比である、「密度パラメーター」の値によって異なることになります。この値が1より小さければ、「開いた宇宙」で、永遠に膨張を続けます。1より大きければ、「閉じた宇宙」で、いつか収縮に転じます。ちょうど1であったら、宇宙は平らであって膨張を続け、無限の未来に静止します。

 宇宙が開いているか平らならば、膨張に伴って宇宙の中は次第に暗くなっていきます。星たちは自分の核燃料を使い果たし、白色矮星や中性子星、ブラックホールに変わっていきます。最終的には輝いている星はなくなり、ブラックホールさえもゆっくりエネルギーを放出し続け、やがて蒸発してしまいます。そして、宇宙の温度は下がり続け、限りなく絶対零度に近づきます。
 
 閉じた宇宙ならば、体積は有限なので、宇宙の膨張はやがて収縮に転じます。銀河はどんどん近づいていき、宇宙の温度と密度は上昇します。収縮が進むに連れてブラックホールが大量にでき、そして再び密度無限大のひとつの点になります。

 残念ながら、現在宇宙が「開いて」いるのか「閉じて」いるのかはまだわかっていません。もしかしたら、今の宇宙理論による宇宙の歴史や将来もこれまでの宇宙理論と同じように別の理論が出てきて訂正されるのかもしれません。


 ニュートリノ98(98年6月4日から9日)において、スーパーカミオカンデのグループは ニュートリノに質量があるという確証が得られたという結果を世界に向けて発表しました。宇宙論は、このような宇宙を見る観測的な技術の発展と物質についての知識の結合が不可欠です。21世紀には宇宙はますます身近になってくると思います。

 米航空宇宙局(NASA)は2月11日、人工衛星で詳細に観測して分析した、誕生直後の宇宙の様子を公開し、その「姿」を明らかにしました。
 これはWMAPという人工衛星で、宇宙誕生の大爆発(ビッグバン)から38万年後の宇宙から降り注ぐ電波(宇宙背景放射)の温度などを100万分の1度の精度で観測して、宇宙の温度分布図をつくったものです。
 宇宙全体のエネルギーのうち、水素など星を形作るふつうの物質は4%にすぎず、正体不明の暗黒物質(ダークマター)が23%。73%はアインシュタインが予言した宇宙定数(ダークエネルギー)だったとのことです。
 このことから宇宙の年齢は137億歳で、形は平らであることがはっきりしました。また、誕生直後に爆発的に膨張(インフレーション)したことも確実になりました。宇宙が将来、収縮に転じてつぶれる可能性もなくなり、 平らで永遠に膨張を続けることになるそうです。 さらに詳しい発表がされると思います。(2003.02.12)

参考文献:「天体と宇宙の進化1」 杉本大一郎編著 放送大学教育振興会
      「宇宙はどこまでわかっているか」池内了著 日本放送出版協会
      「SPACE ATLAS」三品隆司編 PHP研究所
      「天文学がわかる」AERA Mook 朝日新聞社
      「宇宙がわかるキーワード100」Newton1998年11月号付録 ニュートンプレス
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by ozemu | 2003-02-12 22:07 | 宇宙のお話 | Trackback | Comments(0)

生命の起源

宇宙の始まりとともに関心を呼ぶのが、生命の起源ではないでしょうか。隕石の衝突が生命の発生と滅亡に深い関わりを持っていると言われています。つまり、恐竜の出現・滅亡、人間の出現にも関係があるのではないかと言われているのです。

 ☆☆ 2002年のヒューストンレポートから ☆☆

 イギリスの科学誌ネイチャーの12月19日号に掲載された論文によると、隕石から糖の分子が発見されたそうです。これは、1950年と1969年に地球に落下した隕石から発見されたもので、地球に落下後に付着した汚染物でないと結論ずけています。

 隕石は、約45億年前の太陽系の形成初期にすでに存在し、惑星の形成の素となった天体との衝突を免れたものであるため、当時の宇宙の状態や惑星の形成物質を研究する科学者にとっては、保存状態のよい博物館とも言えます。

 1960年代の初めから、科学者の間では炭素量の多い隕石とおそらく彗星がもたらした有機物質が地球生命の起源の切掛けを創ったものと推定されていました。

 ただ、 論文の執筆者達は、生命起源の化学作用に関しては、依然として多くの疑問は残されたままであることを認めているそうです。

  しかし、以前の隕石には糖の分子が見られず、初期の生命形成の理解にはほど遠かったが、今回の発見は、生命の生成に関わる有機化合物を宿す重要な唯一の直接的証拠であることは確かであると言っています。
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by ozemu | 2003-02-02 22:06 | 宇宙のお話 | Trackback | Comments(0)

太陽はどうなるの

私たちの太陽はこれからどうなるのでしょう。恒星である太陽は、星間ガス雲から生まれました。濃密な星間ガスは、部分的に吹き寄せられて小さなガス雲に分けられそれぞれの細片が原始星となります。原始星は集団で生まれます。その生まれたときの質量の大小が星の一生の運命を左右することになります。

 質量が大きい星ほど、内部のエネルギー消費が早いためにその寿命は短く、小さいほど寿命は長い。ただ、あまりにも質量が小さいと、核融合を起こすほど中心温度が上がらないので恒星には成れないことになります。(これを褐色矮星といいます。質量が太陽の8%以下の小さな星。)

 原始星は自分自身の重力によって収縮し、中心温度が次第に上昇します。温度が上がって1000万Kを超えると、水素の核融合反応によって核エネルギーが解放され、星の放射するエネルギーをまかなうことができるようになります。その結果、星の収縮はストップします。この段階の星を主系列星といいます。主系列星は、星の中心部で水素を燃やしてヘリウムにする核融合反応の出すエネルギーで自らの重さを支え、安定して輝いています。星は一生の大部分を主系列星として過ごします。その寿命は質量によって異なり、質量が大きい星は燃料の量も多いのですが浪費はそれ以上に激しく、短命なのです。

 太陽程度の質量の星は約100億年の間主系列にとどまります。わが太陽も今はその壮年期に入り、全寿命の約半分(46億年)経過していると考えられています。しかしやがては中心部の水素が使い果たされ、燃え殻であるヘリウムが蓄積されると太陽は老年期に入り、中心のヘリウムの芯が収縮し、一方、星の外層はどんどん膨張して、その半径は地球軌道よりも大きく膨張して赤色巨星になります。燃え殻のヘリウムは、温度や密度が高くなると、再び燃料として働き、重元素の炭素や酸素に転換しながらエネルギーを発生します。このような星の進化とともに内部の温度は急激に上昇し、燃え殻は、次の燃料として次々に使われます。使われる燃料は太陽程度の軽い星の場合はHe(太陽質量の3倍までの星)かC(太陽質量の3倍から8倍程度の星)まで、重い星ではFe(太陽質量の8倍以上の星)の元素まで内部に作られます。

 星は質量を放出しながら進化がさらに進み、核燃料が使い果たされると、星がガス圧を維持できなくなり、万有引力による収縮力に対応できなくなります。その結果、内部の密度が次第に大きくなり、高密度の中心部だけが残り、いわゆる高密度星として残ることになります。高密度星はその質量により、白色矮星か超新星(中性子星又はブラックホール)となります。

 太陽質量の3倍までの星では、低温度の明るい赤色巨星の段階で、光の圧力で希薄な外層部のガスを流出させ、押しつぶされた中心核がむき出しになります。これが白色矮星です。質量が太陽の3倍〜8倍の星では、希薄な外層部を流出して白色矮星になるほかに、縮退したC中心核の中心部では、Cの熱融合反応が暴走し、そのため星全体が吹き飛ばされる場合があり(超新星爆発)、その後には何も残さなくなります。8倍から30倍程度の星では、中心のCがFeができるまで燃え続けたあと、Feの芯は重力収縮を続け、やがて原子も原子核も壊れて中性子の芯となり、超新星爆発を起こした後には、中性子星を残します。さらに太陽質量の30倍以上の星になると、重力が強すぎるため中性子の芯になったあとも永久に収縮し続けブラックホールになると言われています。星風、超新星爆発などで宇宙空間にまき散らされた星の外層部は、次代の星誕生の材料となります。
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by ozemu | 2003-02-02 22:04 | 宇宙のお話 | Trackback | Comments(0)

宇宙のはじまり

無からの誕生。宇宙は「無」から生まれたと考えられています。時間や空間、物質、エネルギーのない状態です。

 宇宙の歴史は、今天空に輝いている星々たちを観測することでわかります。遠くの天体ほどその光が地球に届くまでに時間がかかりますので、私たちは、まさに宇宙の過去の姿を見ているのです。なんと壮大で、ロマンチックなことではありませんか。

  でも、過去の宇宙の姿は不透明なので観測しにくいし、「無」からの宇宙創生は、相対性理論などが成立しません。そこで、量子論によって説明されます。

1 私たちが原理的に知りうる宇宙の範囲には限界があります。これを宇宙の地平線と呼んでいます。宇宙の年齢が有限であるために、その向こうが見えない地平線が存在しています。宇宙の年齢は、この地平線までの距離を光速で走ってかかる時間と考えられるので、 約150億年と言われています。つまり現在から約150億年前に、「無」のゆらぎから突然に宇宙は誕生しました。非常に短い時間の中では、時間や空間、エネルギーは一つの値をとれず、絶えずゆらいでいました。ここから超ミクロな宇宙が「トンネル効果」によって突然生まれてきました。その大きさは量子論的に可能な最小の長さの10-34cmという超ミクロな宇宙でした。この時から、時間と空間、光やエネルギーが始まったのです。

2 誕生直後の宇宙は高い真空のエネルギーを持っており、これが宇宙を急激に膨張させました。この過程をインフレーションといいます。宇宙誕生の10-44秒後に、このインフレーションによって宇宙の温度があるところまで急激に下がると、10-34秒後、高いエネルギーの真空がエネルギーの低い真空へ変化します。この変化を相転移といいます。これは、水が氷に変わるのと同じように、宇宙の相転移でも、新しい真空と古い真空のエネルギーの差が熱として解放されます。宇宙の場合には、莫大なエネルギーが熱として放出されるので、巨大な大爆発を引き起こします。これが熱い宇宙ビッグバンです。

3 宇宙の物質は、誕生後の3分間でつくられました。ビッグバン初期には、宇宙は光に満たされており、この光からすべての物質のもとになるXホゾンなどがつくられました。やがてこれらの素粒子は、こわれ、クォークとレプトン、それらの反粒子が生まれました。次いでクォークが集まって陽子や中性子ができ、さらに陽子と中性子が結合して重水素やヘリウムの原子核がつくられました。この時期の宇宙では、光が電子などに衝突し散乱されてしまうため、宇宙は不透明でした。

4 宇宙誕生から30万年後、宇宙の温度が3000Kに下がると、原子核が電子を捕獲し、原子として安定することになりました。その結果、光が直進することができ、宇宙は晴れ上がりました。この瞬間に存在した放射は、次第に波長がのび、温度2.7Kの宇宙背景放射として現在観測されています。しかしそれ以前の姿は宇宙が不透明であったために観測できません。


5  1億年後に原始銀河が形成され、10億年後に銀河や星が生成され、超新星爆発によって各種の重元素がつくられました。
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by ozemu | 2003-02-02 22:02 | 宇宙のお話 | Trackback | Comments(0)

星との出会い

星に興味を持ち始めた理由は、やはり兄の影響が大きい。小学生の中学年の頃、兄が対物レンズに凸レンズ一枚の簡単な手作り望遠鏡を作っているのを見て欲しくなって自分で作ったのが始まりだと思う。

 凸レンズ一枚だと色収差で虹色が、画像の中に発生してしまったが、小学生の小遣いではその程度のものしか買えなかった。それでも、月のクレーターなどを見ては、感動していたものである。まともなトップライトの満月時ではなく、三日月から上弦の月くらいまでが斜光状態で凹凸がはっきりする。

 そうこうしているうちに、中古の6センチ屈折経緯台(おそらくアクロマートだったと思うが)を手に入れることが出来た。中学生の時には、冬になるとシーイングがよくなるので毎週のように夜の小学校の校庭で友達と観望会をやっていた。冬のオリオンなどが印象的だった。友達と天文のことだけでなく色々な話をしているのが楽しかった。

 社会人になってミード社製のLX200-20フォーク経緯台式のピラー仕様を購入。パソコン制御の出来る画期的なものだが、現在は宝の持ち腐れか?場所を取らないようにとピラー仕様にしたが、このピラーが重たくて重たくて・・・・。
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by ozemu | 2003-02-02 22:01 | 宇宙のお話 | Trackback | Comments(0)