Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
毎日文化センター 2019年度
4月25日 天文学と宇宙物理学:観測技術の進展と星までの距離の測定 5月23日 惑星探査と太陽系外惑星探査:地球外生命体は見つかるか? 6月27日 星とブラックホールと惑星系と銀河:構造形成は何が先か? 7月25日 超新星爆発と宇宙論:6つのパラメータで描かれる膨張宇宙 8月29日 初期宇宙と素粒子物理:高次元モデルが描くビッグバン以前 9月26日 重力波と重力理論:アインシュタインはどこまで正しいか?
http://www.oit.ac.jp/is/shinkai/mainichi/
k rg
i jbbb
文部科学省 一家に一枚 宇宙図 2007 2
文部科学省 一家に一枚 宇宙図 2013 3
- http://www.nao.ac.jp/study/uchuzu2018/
天の川銀河 (our Galaxy)
http://shop.nationalgeographic.com/ngs/product/maps/wall-maps/space-maps/the-milky-way-map%2C-laminated http://ernstgraphics.wordpress.com/page/2/
銀河団
http://shop.nationalgeographic.com/ngs/product/maps/wall-maps/space-maps/universe-map http://tzontonel.wordpress.com/2008/12/12/national-geographic-8-ultra-high-resolutioned-maps/
bb bk – lm ) n bbb . , h .
e h
K E AC E C C E
mvP( h k
bbbb bbbb
bb bk – lm ) n bbb . , h
e h
n S
W tvP(n n P mr mr n tr������������������������
�����
�����
������
P fvdr tr
bb bk – lm ) n bbb . , h
アインシュタインは膨張宇宙を信じなかった
⇒定常的な宇宙モデルをつくるために,方程式を修正 (宇宙項,cosmological constant)
⇒重力(引力)作用に反対する斥力を導入 ただし,不安定なつり合いの解でしかない. アインシュタインらしくない.
「宇宙は未来永劫不変であるべきだ」
アインシュタインは膨張宇宙を信じなかった
「宇宙は膨張するのが自然です」(Lemaitre)
「あなたの計算は正しいが(こんな解を信じるなんて)あなたの物理的センスは言語道断だ.」 (Your calculation is correct, but your physical insight is abominable.)
p104
n S
Xbb bk – lm ) n bbb . , h
Wisj
H = 530 km/s/Mpc
mvd
Xbb bk – lm n – bbb . ) h (
O P KBC �
▶
g lg P g
距離の測定方法
近づくとき 音:高い音
遠ざかるとき 音:低い音光:赤方偏移 光: 青方偏移
bb bk – lm ) n bbb . , h )
fv lg f d
fv lg f d
bb bk – lm ) n bbb . , h
P f vd S
bb bk – lm ) n bbb . , h
n S
アインシュタイン,膨張宇宙をついに信じる
「宇宙項の導入はわが人生最大の過ちであっ た」(Introduction of cosmological constant is the biggest blunder in my life.)
Einstein, 1947
p105
bb bk – lm ) n bbb . , h ,
g
7HR JHU HP L H-.) .
bb bk – lm ) n bbb . , h
K ULF O H LH .)- )
c dc h c
– d
.) c ckc –
l.)- c ack
–c l×. c ( –c8 8H – di j
c h cbbbb U c (
bb bk – lm ) n bbb . , h .
MK
6 HG 8R OH.
hctr
c dc
cu –
d
7HR JH 7 PR. ) . -
bb bk – lm ) n bbb . , h
MK
hctrcu –
d
Xbb bk – lm ) n bbb . , h
362Witj 4RUPRORJLF O =LF R H 3 F J RW G GL LR 4=3
i jo cb –
h str Phc o
c( c –d d
( 5 bb – bbw x;b
2.0¥1014 4.0¥1014 6.0¥1014 8.0¥1014 1.0¥1015 1.2¥1015 1.4¥1015
300
周波数[Hz]波長[nm]1500 750 500 375 250
強度
T = 5500[K]
T = 5000[K]
T = 4500[K]
T = 4000[K]
T = 3500[K]
,( ; 1 r0 ; 1 ,(r
Xbb bk – lm ) n bbb . , h
. ) P 362Witj 4RUPRORJLF O =LF R H 3 F J RW G GL LR 4=3
c( c –d d
( 5 bb – bbw x;b,( ; 1 r0 ; 1 ,(r
Arno A. Penzias (1933‒) Robert W. Wilson (1936‒)
ベル研究所,電波通信の実験 「どうしても取り除けないノイズがある」 「昼夜によらず,季節によらず,方向によらないノイズがある」
1978年,ノーベル物理学賞受賞
3.5K
Xbb bk – lm ) n bbb . , h (
. ) P 362W4RUPRORJLF O =LF R H 3 F J RW G GL LR 4=3
uy c– d
k l.) – d
Xbb bk – lm ) n bbb . , h )
.. P3724 362itj 4RUPLF 3 F J RW G 5 SOR H 4 35
c( c –d d
( 5 bb – bb( ;b,( ; 1 r0 ; 1 ,(r
2006年,ノーベル物理学賞受賞
:RK 4 = KH .) 7HR JH 6 APRR 999 .)
,( 5
Xbb bk – lm ) n bbb . , h
P 618 362itj CLO L UR =LF R H 2 LUR RS REH C=2
c( c –d d
( 5 bb – bb ,( ;b
(, a
,
小松英一郎氏のviewgraphより
PM
3
1 4
A
8
W
Xbb bk – lm ) n bbb . , h
( P8E 362itj
c(, . c –d d
( 5 – b , ;b
2.72548±0.00057 K
38万年
Xbb bk – lm ) n bbb . , h
P h ei(j
http://chemreflux.blogspot.jp
bb bk – lm ) n bbb . , h (
K S/ R F MS U WG WFKW W WOH K PO
bb bk – lm ) n bbb . , h (
K S/ R F MS U WG WFKW W WOH K PO
ルール1 宇宙を見ることは,昔を見ること 太陽は,8分ほど昔の姿.すばる(散開星団M45)は 400年ほど昔の姿.遠くを見るほど,過去の姿をみている.
ルール2 見える宇宙と見えない宇宙がある 我々は「現在の宇宙」を見ることはできない.見えるのは,中央の「しずく」の部分.
ルール3 宇宙では,遠くの距離は要注意 我々が見える一番遠くからきた光は,「138億光年」先.しかし,そのときに放たれた光源は,宇宙膨張によって,470億光年のかなた.
私たちに見える宇宙=しずく形の表面.
宇宙がどうやって誕生したのか =ラッパ形の底の部分がどうなっているのか. 宇宙がどのように広がってきたか=ラッパ形の表面の形はどうなっているのか. 宇宙は我々の宇宙だけか =ラッパ形の向こうにも宇宙は他にあるのか.
bb bk – lm ) n bbb . , h (
K S/ R F MS U WG WFKW W WOH K PO
bb bk – lm ) n bbb . , h ((
K S/ R F MS U WG WFKW W WOH K PO
bb bk – lm ) n bbb . , h ()
K S/ R F MS U WG WFKW W WOH K PO
bb bk – lm ) n bbb . , h (
宇宙はどうやってはじまったのか.
宇宙に終わりはあるのか.
宇宙は何でできているのか.
宇宙の法則は何か.
宇宙にどうして我々がいるのか.
ダークマター問題 未知の物質?ダークエネルギー問題 加速膨張の原因?ダークエイジ問題 初代の星はどうやってできた?
bb bk – lm ) n bbb . , h (
Vera C Rubin (1928--2016)
ck l
d
h h isj
fvd d h n
bb bk – lm ) n bbb . , h (.
h h itj
bb bk – lm ) n bbb . , h )
gOOO h gtvd
bbbbbbbbbb h P poO O n nOOOOOOOOOOO OOOO O
gb bbbbbb shP n ghO OO gtr k h
c dbc
h h iuj
bb bk – lm ) n bbb . , h )SN1987Aの2007年の画像
超新星爆発 =燃え尽きた星の 最後の爆発
isj
bb bk – lm ) n bbb . , h )
d–c h d
d – c cc d
–c d
k kgO h i
itj
bb bk – lm ) n bbb . , h )(
iuj
IR KH GLUFR H RI KH FFHOH L JH S ULR RI KH B L H UH K RWJKREUH LR U RI GLU UWSH R H
h
cd
,,,2011年,ノーベル物理学賞受賞
bb bk – lm ) n bbb . , h ))
gSivj
Wz
p
d
hk l
h h
g
Xbb bk – lm ) n bbb . , h )
3724 .. 618 ( 8E (h
Xbb bk – lm ) n bbb . , h )
362 g nh
Xbb bk – lm ) n bbb . , h ),
362 g nh
宇宙年齢は, 137.99億年±2100万年
正体不明のダークエネルギーは,68.3%
bb bk – lm ) n bbb . , h )
加速膨張?
P f vd S
bb bk – lm ) n bbb . , h ).
ビッグクランチ どこかで加速膨張が終わり,やがて重力が強くなって最期には再び収縮する.ビッグバンの逆戻りとなって,すべてが再び融合する.
ビッグフリーズ,ビッグチリ 現在のまま宇宙は永遠に膨張を続け,すべての銀河が孤立し,やがて星は燃え尽きて温度ゼロ状態の「熱的な死」へ.
ビッグリップ 今後もますます加速膨張をつづけ,やがては時空自体が引き裂かれ,銀河も星も何も構造が残らない.
毎日文化センター 2019年度
4月25日 天文学と宇宙物理学:観測技術の進展と星までの距離の測定 5月23日 惑星探査と太陽系外惑星探査:地球外生命体は見つかるか? 6月27日 星とブラックホールと惑星系と銀河:構造形成は何が先か? 7月25日 超新星爆発と宇宙論:6つのパラメータで描かれる膨張宇宙 8月29日 初期宇宙と素粒子物理:高次元モデルが描くビッグバン以前 9月26日 重力波と重力理論:アインシュタインはどこまで正しいか?
http://www.oit.ac.jp/is/shinkai/mainichi/
k rg
i jbbb
ブラックホー
ル理論とその周辺
9 OOOOOOOSK ULFUbP KHP LFUbU LU LFUbJH H LFUb
U R RP bHFR RP bELRORJ bb
FK HRORJ bK RSRORJ b
URFLRORJ b
×m
×
h