宇宙 宇宙
更新日 04/07/09
国際宇宙ステーション space colony 写真提供：NASDA 宇宙開発事業団
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星の最期大量の水噴出 ２００２年４月２３日（火） 平成１４年
ＮＡＳＡ天文衛星発見 ノーベル賞級？ ２０００年６月１７日
太陽ニュートリノ論争に決着 |
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新刊文庫作成中 宇宙の未来の様子を描いたアマチュア作家？ |
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宇宙の事を少しは知りたいと思う、宇宙初心者の方へ、下記を読んでみてください。
宇宙の構造がよくわかります。おすすめです。
夜遊びのついでに、たまには星空を見上げましょう。
宇宙の大きさを理解しよう！
宇宙ではよく光年という単位をつかいますが、たとえば１光年はどのくらいの距離なのかを理解しましょう。
１光年は光の速さで１年かかって到達する距離です。
光の速さは真空中、秒速（１秒間）で約３０万ｋｍですから、
地球を２３．５個並べた分を１秒で進みます。
３０万ｋｍは時速６０ｋｍの車で２０８日かかります。
光速は
時速 １０億８０００万ｋｍ
１日 ２５９億２０００万ｋｍ
１光年 ９兆４６０８億ｋｍ
太陽から最も近いケンタウルス座の３重連星系ケンタウルス座アルファ・
ケンタウリで4.37光年です。
ちなみに宇宙の果てまで約１５０億光年とすると
ｋｍに直すと、141,912,000,000,000,000,000,000km
１４１９垓１２００京ｋｍ になります。宇宙の果てまでチャリンコで行くと何年かかるでしょう？
兆 （ちょう）１０の１２乗 、 京 （けい）１０の１６乗 、 垓
（がい）１０の２０乗
暇な人へ→宇宙の果てまで１円玉で並べると１穣４１９１予２０００垓円になります。
10の24乗 予 じょ 、10の28乗 穣 じょう
宇宙 universe すべての天体（物質）や放射（電磁波）を含んだ空間。大きさは100億～200億光年 、質量は太陽の1000億倍のさらに1000億倍以上。宇宙の最小構成要素である恒星は 銀河の中に偏在し、銀河はさらに数十から数千個集まって銀河群や銀河団となり、 それらが数個集まり数億光年の規模の超銀河集団となる、というように天体は階層的な 構造（天体の階層）をなしている。またこの宇宙は膨張しており、膨張による銀河の 後退速度が光速度と同じになる面を宇宙の地平面とよび、われわれはその距離 約150億光年より遠くを見ることはできない。宇宙膨張はビッグバン宇宙論（→「ビッグバン」） で理解されているが、理論の精密化とともに銀河の起源、宇宙の大局的な構造と起源、 ダークマターの正体、重元素の起源、などが現在の大きな問題になっている。 1997年7月、アメリカ航空宇宙局（NASA）など国際共同研究チームは、ハッブル宇宙望遠鏡と ハワイ・ケック望遠鏡を使って、約130億光年の距離に銀河を発見、われわれから もっとも遠い銀河だと発表した。 |
宇宙の年齢 age of the universe 宇宙の誕生とともに宇宙膨張が始まったと仮定して、銀河の後退速度から 求められる年齢をハッブル年齢という。ハッブル定数の逆数が年齢であり、 ほぼ150億年程度と考えられてきたが、1997年、アメリカのフリードマンらは おとめ座銀河団の変光星や超新星の観測から得られた年齢は90億から 120億年と発表した。一方、ヒッパルコスの観測データを解析したシャボイヤらは 宇宙初期に誕生したとみられる老齢の球状星団の年齢は115億年で、 両者に矛盾はないとした。しかし、恒星進化論が示す球状星団の年齢は 100億～150億年であり、変光星を用いた銀河までの距離推定についても 議論があり、宇宙年齢の確定まではなお混乱は避けられない。 |
銀河系 Galaxy 太陽系が所属している銀河。われわれの銀河ともいう。少なくとも太陽質量の 2000億倍の星と星間物質から成り、中央部がふくらんだ円盤型をしている。 円盤部の直径は約10万光年、バルジ（bulge）とよばれる中央部の球状成分の 厚みは約1万5000光年、太陽近傍の厚みは約5000光年という渦巻型の銀河で ある。円盤部には星やガス、塵が集中しており、星の平均密度は10光年立方内に 3個ほど、ガスや塵などの星間物質は銀河系全質量の10%程度である。 円盤部を包むように広がっているハロー（halo）には百数十個の球状星団がある。 円盤部では今でも星の生成が行われているため若い種族1の星が多く、バルジや ハローには老齢の種族2の星が分布している。球状星団やマゼラン雲の運動 などから、銀河系の可視部分を包む太陽質量の2000億倍以上の暗黒ハロー が存在するともいわれているが、実態は明らかではない。なお、太陽系は 銀河系中心から2.8万光年の円盤部に位置し、秒速220kmで回転している。 銀河系の中心（Galactic center）は星間塵にさえぎられて可視光では見えないが、 電波や赤外線でその激しい活動と複雑な構造が観測されている。中心核は 太陽質量の200万倍程度の巨大ブラックホールではないかと考えられている。 その周囲2000光年ほどの中心核円盤の中にコンパクトなH2領域やメーザー源 が集中している。円盤上方には、中心からの噴出ジェットと思われる電波ローブ が伸び、電波アークとよばれるU字型の電波源もある。またX線天文衛星「ぎんが」 の観測から、1億度に達する超高温プラズマが中心領域に集中している ことがわかり、ブラックホールである可能性が一段と強まった。ガンマ線観測の 結果も大規模な爆発現象を支持しており、中心領域の活動の激しさを うかがい知ることができる。 |
銀河 galaxy 1億から1兆個の星と星間物質が重力的に結びついた系。アンドロメダ銀河や マゼラン雲は肉眼で見える銀河である。銀河はその形から楕円型（E）、 レンズ状（SO）、渦状（S）、不規則型（I）などに分けられるが、この順に、 銀河中の星間物質が多くなり、銀河形成時の条件や進化を考えるうえで 重要である。楕円型には特別な模様や構造は見えない。渦状銀河は 銀河全体の6割を占め、明るい星や星雲が集中した渦状の腕、やや膨らんだ 球状の中央部（バルジ）をもっている。中心部が棒状に伸びたものを特に 棒状（SB）、その他を正常（SA）と分類する。不規則型銀河は 全体の約3%ほどで、質量は小さく渦状銀河より暗い。 |
銀河団 cluster of galaxies 銀河は数個から数千個集まって銀河団とよばれる集団をつくっている。 比較的規模の小さな集団を銀河群（group of galaxies）とよぶことがあるが 明確な分類基準があるわけではない。われわれの銀河系はマゼラン雲や アンドロメダ銀河など約30個の銀河とともに局部銀河群（local group）を 構成している。大規模なものとしては、2000万光年ほどの広がりの中に 2500個の銀河を含むおとめ座銀河団、1500個の銀河を含む かみのけ座銀河団などがある。銀河の中心集中度の高い銀河団では、 渦状銀河が少なく楕円銀河の比率が高く、銀河同士の 衝突・合体の結果、楕円銀河になってしまったためと考えられている |
超銀河団 supercluster of galaxies 宇宙における銀河の分布を調べた結果、銀河団がいくつか集まってより大きな集団、 超銀河団を形成していることが明らかになってきた。われわれの銀河系を含む 局部銀河群は、おとめ座銀河団を中心とした半径1億光年あまりの中に約100個の 銀河群や銀河団を含む局部超銀河団（local supercluster）を成している。このほか、 かみのけ座超銀河団やペルセウス座超銀河団、ヘルクレス座超銀河団など、 いずれも数億光年に及ぶ偏平な、長く延びた構造となっている。 |
銀河の壁（グレートウォール） great wall of galaxies ボイドの存在を明確に示したアメリカのゲラーらは、1989年、太陽から2億～3億光年 離れたところに、幅2億光年、厚さ1500光年にわたってシート状に群がる銀河集団を 発見した。これが銀河の壁である。この壁の幅は10億光年にも達するかも 知れないという。90年、もっと大規模な銀河集団の存在を示唆する宇宙の 垣根（cosmic fence）が発見された。これは約4億光年の間隔をおいて 「くい」が立っているように銀河集団が分布しているというもので、銀河の壁は 「宇宙の垣根」の一つと見られる。宇宙をマクロに見れば一様であろうと 考えられてきたので、このような大規模構造の存在には戸惑いを感ずる人も多い。 宇宙論の新たな問題といえよう。 |
大規模構造 large scale structure 銀河は銀河群や銀河団をつくり、それらが集まって超銀河団を構成する。 この超銀河団同士はネットのように連結しあっており、このネットは5000万光年 から数億光年の大きさのボイド（void）とよばれる空間で隔てられている。 ボイドは泡のように丸く広がっており、このような泡が連なって宇宙を構成している。 つまり、超銀河団は泡の膜面に存在するということになる。これが泡宇宙とも よばれる大規模構造で、アメリカのゲラーらが見いだした。ゲラーが1989年に 発見したグレートウォールは、密集した銀河が特に大きく連なっている場所と 考えられている。98年から観測が始まったスローンDSS計画によって、 大規模構造の理解が進むものと期待されている。 |
宇宙ニュース
2004年4月30日
世界で初めて太陽系より古いケイ酸塩鉱物を発見！
東工大とハワイ大学のグループ
世界で初めて太陽系の年齢（約46億年）より古いケイ酸塩鉱物が隕石に含まれている事を発見した。
ケイ酸塩鉱物は惑星（地球）のような構成をする主要物質である。
今後、太陽系の起源を知る上で重要な手掛かりになることが予想されています。
では、この惑星の素ともいうべき物質がいったいどこからやってきたのか？
直接的な証拠は今まで発見されていなかった。
地球のような惑星を作っている物質ケイ酸塩鉱物は宇宙でもっとも豊富な鉱物である。
今回の発見は、我々の起源についての理解を大きく進展させる意味で重要な意味を持っている。
グループは同位体顕微鏡という最先端分析装置を独自に開発し研究したことにより、
太陽系の惑星を作ったスターダストが隕石中にわずかながら残っていることを発見！
測定された酸素とケイ素の同位体比から判明した年齢は、太陽系の年齢46億年よりさらに古い年代になるという。
今回の研究成果は大きく評価され、太陽系史解明への道を切り開いた。
今後も様々な隕石の中から超新星のスターダストなど色々な種類のケイ酸塩スターダストが発見される可能性も期待され、
スターダストの研究によってはその起源となった星の種類やスターダストの年齢が解明され、
初期の太陽系ではどんなことが起きていたのかなど、今後興味深く期待されることになることが予想されます。２００３年８月 平成１５年
反粒子の謎に急展開
標準モデルで説明不能な実験結果が報告された。
２００３年８月、つくば研究学園都市にある高エネルギー加速器研究機構（ＫＥＫケック世界一最先端施設）で
Ｂファクトリーがここ数年、宇宙の初期にこつ然と消えた反粒子のなぞにせまる成果を、次々と発見している。
反粒子と粒子の違いと実験でとらえていて超対象性粒子が発見されればはノーベル賞級と言われています。
Ｂファクトリーは１９９９年６月に実験を開始し、２００１年には、B０がJ／ψ中間子と
Ks中間子に崩壊する反応においてB０中間子と反B０中間子の崩壊のしかたの違い（CP対称性の破れ）を発見した。
ダークマスターの正体は超対称性粒子？
ダークマスター（暗黒物質）は実際には見えないが、銀河団をつつむ霧のようなイメージ。
超対称性粒子はダークマスターの有力候補である。
存在が予言されている超対称性粒子。
超対称性理論によって存在が予言されている粒子が超対称性粒子である。
通常の粒子には、スピン（自転に相当する）という量が二分の一だけことなる
超対称性パートナーが存在するとされる。
２００２年６月２５日（火） 平成１４年
星の最期大量の水噴出
国立天文台など観測
太陽ほどの大きさの星が燃え尽きる直前に、水を激しく噴き出す様子＝イメージ図、
全米科学財団提供を、国立天文台や英国の研究者らのグループが世界で初めて観測することに成功した。
星の最期の解明につながる成果で、太陽もあと５０億年ほどたつと、同じ末路をたどるという。
２０日付の英科学誌ネイチャーに掲載された。
研究グループは、わし座方向にある地球から８千５百光年離れた、恒星「W43A」に着目。
米国立電波天文台が所有するハワイ島や北米大陸などにある１０台の電波望遠鏡を使って、
１９９４－９５年に測定したデータを分析した。
１０台を連動させると性能が直径８千６００㌔の望遠鏡に等しくなり、月に立つ人間も見分けられる。
結果によると、W43Aを中心に水の塊が一列に並び、正反対の方向に秒速１５０㌔の猛スピードで遠ざかっていた。
水の塊の大きさは、太陽と地球の距離（１億５千万㌔）ほどあり、星が最晩年に高温になった時期に噴出したとみられる。
噴き出す方向は、微妙に回転しているため、らせん形になっていた。
２００２年４月２３日（火） 平成１４年
ＮＡＳＡ天文衛星発見 ノーベル賞級？
クオーク星は本物か？
米航空宇宙局（NASA）のエックス線天文衛星による観測で、特異な天体が二つも見つかった。
万物を構成する基本粒子クオークがびっしり詰まった「クオーク星」である可能性があるという。
本当なら、宇宙の中でブラックホールに次いで密度が高い天体。
ノーベル賞級との声もある。
（芝田 裕一）
半径と温度に特徴
新発見の発表があった今月１０日、世界の天文関係者の間に興奮が走った。
それまでクオーク星は理論家の想像の産物。
ブラックホールのようにだれもが実在を確信している天体ではなかった。
立教大理学部の柴崎徳明教授は、「クオーク星の存在がにわかに現実味を帯びてきた」と言う。
原子核を作る陽子や中性子はクオークでできているが、クオークそのものは単独では存在しない。
こうした素粒子の研究では、強力な加速器を使って粒子を高速で飛ばして衝突させ、
出た破片から粒子の性質を調べるが、速度を上げても今のところクオークは出てこない。
それが単独で集まる星が実在すると、物理学の教科書に新たなページを加えることになるだろう。
二つの天体のうち特に注目されるのは、みなみのかんむひ座の「ＲＸＪ1856・5-3754」。
地球から四百光年離れているが、天体が出すエックス線を見る天文衛星チャンドラの観測結果を分析したところ、
半径４１８㌔・㍍。普通の中性子星の半分だった。
中性子星は、星そのものの重力で中性子同士がふれあうほど密に詰まり、スプーン一杯分のかけらが重さ十億㌧もある。
これがさらに縮むと、中性子が〝壊れて″クオークがばらばらになり、さらに密になると推定されている。
柴崎教授によると、観測と分析が正しければ、クオーク星である可能性が濃厚という。
もう一つの特異とされる天体はカシオペヤ座の「3C58」。地球から約一万光年離れている。
日本などの古文書に記録が残る１１８１年の超新星爆発でできた中性子星とされるが、
同様の観測と分析の結果、誕生後八百年しかたっていないのに表面温度は約百万度以下とかなり低かった。
計算によると、星の中心部にクオークの固まりがあれば、これほど急に冷えてもおかしくない。
恒星にも一生があり、いずれ燃え尽きて〝死″を迎える。
太陽など軽い星は白色わい星、太陽質量の８倍以上なら超新星爆発を起こして中性子星、
３０～４０倍以上だとブラックホールになるとされる。
米シカゴ大のマイケル・ターナー博士は理論計算から、
中性子星とブラックホールの間にクオーク星になる終わり方があるとしており、今回の発表はそれを裏付ける。
やはり理論上の存在だった中性子星の発見には、１９７４年のノーベル物理学賞が贈られた。
クオーク星は、クオークという部品が中性子などを構成する際の根源的な仕組みを推定する
手掛かりにもなるだけに本当ならやはり偉業。
ただ分析に当たった米国の研究陣は、他の可能性もつぶし切れていない。
九州大理学部の山岡均助手は、「正しければ大発見だが検証を待つべきだ」とクギをさす。
新たな星の仲間の登場を祝うにはまだ早い。
太陽ニュートリノ論争に決着
２０００年６月１７日
東大など日米グループ 質量最終確認 宇宙のなぞ解明に前進
東京大字宙線研究所などの日米共同グループは、太陽の中心部から地球に届く素粒子
「太陽ニュートリノ」に質量があることを、世界で初めて確定した。ニュートリノに質量があることは
一昨年、同グループが別の種類のニュートリノで確認、現代物理学の常識を書き換えるノーベル賞級の成果として注目されたが、追確認にも成功したことで、ニュートリノに質量があることが決定的と
なった。素粒子物理学の理論では、ニュートリノの質量は「ゼロ」とされてきたが、今回の成果は、
その根本的書き直しを迫るものだ。太陽からは光とともに、ニュートリノと呼ばれる微粒子が放出さ
れている。ところが、地球でキャッチされるニュートリノは理論値の約四割しかないことが、
「太陽ニュートリノ問題」と呼ばれる長年のなぞになっていた。ニュートリノには重さの違う三種類
があり、太陽ニュートリノはそのうち最も軽いもの。研究グループは、この太陽ニュートリノ量の
減少を、岐阜県神岡町にある同研究所のニュートリノ観測装置「スーパーカミオカンデ」で１９９６年春から精密に測定。その結果、「ニュートリノ振動」と呼ばれる現象が、高い精度で確認された。
これは、太陽ニュートリノが質量を持つ場合に特有の現象で、ニュートリノ量減少の原因だった。
今回の結果は、素粒子がどのような力で結び付いて物質を構成しているかを解明する素粒子物理学
だけでなく、宇宙の重さや銀河の構成物質、ビッグバンに始まる宇宙進化の過程などを解明するための研究方針にも、大きく影響を与えると見られる。 鈴木洋一郎・同研究所教授は、「さまざまな議論があった
太陽ニュートリノ問題に、決着をつけられた。さらにデータを重ね、ニュートリノの性質に
詳しく迫りたい」と話している。この成果は、カナダ・カルガリーで開かれるニュートリノ国際会議で１６日（日本晴間１７日）に発表される。
国際宇宙ステーションの居住棟が７月に打ち上げられます。
日本、アメリカ、ヨーロッパ、ロシアを中心にした世界１６ヶ国で、軌道上に
建設を始めている国際宇宙ステーションで、ロシアが担当している居住棟が
ようやく７月末に打ち上げられる予定です。
＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/
日本時間2月２３日ＡＭ８：２０分にスペースシャトルが無事帰還しました。
今回は地球の７６％の地形データを収集しました。
火山の地形は溶岩の流れる方向を予測でき、災害予防にも役立ちます。
＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/＿/
アレシボで観測された電波データを世界中のインターネットに接続されたコンピュータで解析することで、
自然に発せられたものとは異なる電波信号を検出し、ＥＴからのメッセージを受信しようとする試み。
このプロジェクトは１９９９年４月に開始され、２年間の予定で現在世界中で進行中です。
観測される電波にはさまざまな周波数チャンネルのデータがあり、それらをすべて探索しようとすると、
専用システムでも処理が滞る。
しかし今日、世界中にはインターネットによって繋がれた数百万台以上の
コンピュータがある。これら個々のコンピュータの余力を使い、地球規模の
分散型コンピュータシステムとしてりようしながら、観測された電波をチェックしようという試み。
解析されたデータは再びインターネットを経由して、本部のバークレー大学に送信されます。
参加者は２０００年２月現在で、１６０万人を超えています。
4次元時空理論 - タイムスリップ、宇宙空間のメカニズム、ワープ、重力コントロール等を考察した論文。
Easy Physics - 核融合、臨界、星の進化等に関する中学生レベルの知識の説明。
THE COSMOLOGY - 宇宙の歴史、構造、万有引力、ハッブルの法則等をアニメーションで解説。
宇宙・物理研究室 - ビッグバン、超ひも理論、スウィングバイの解説等。
現代物理の気楽なおはなし - 核融合、臨界、星の進化等に関する中学生レベルの知識の説明。
スペースライブラリ メーリングリスト - 宇宙に関する話題を扱う。
間違いだらけの宇宙論 - 定常宇宙の正当性を主張。
force - 作者考案の推進システムの紹介。
TACラボ - 双子のパラドックス、光のドップラー効果、ローレンツ変換、動く物体の質量の増加等の解説。
サルでもわかる専門講座 - ローレンツ収縮、等価原理、重力と時間の関係、双子のパラドックス等の解説。
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