スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

『宇宙を測る』何億光年も彼方の星、どうしたら測れるのか?技術と叡智を結集し“はしご”を伸ばしていく歴史は読み応え十分である。

■宇宙を測る■


何億年も前の化石の年代測定、何億光年も彼方の星までの距離、結果を聞けば、「イヤァー・途方もない数字だナァー!」と感じるが、その測定、どうやって?、どんな方法で?とこのあたりを調べてみると、解析方法を見出した天才とも呼ぶべき科学者や、数々の原理、定理の発見が織りなされ、思わず引き込まれる世界がある

中でも何億光年もの彼方までとなると、捉えどころがなく呆然とするばかり。そんな世界を、名ガイドに案内されると、好奇心が湧き面白い読み物となる。一部の専門家と同好者に限らず一般人にとっても、この辺の歴史は興味の尽きない話題であり、本書のような解説書は貴重な存在。

BC230年、シエネで地球の大きさが測定されたことに始まり、宇宙の果てまで、その距離を測ってきた歴史を遡る。星までの距離、銀河までの距離と“はしご”をかけ繋げるように、次第に遠くの距離を測定。しかし137億光年といわれる銀河の果てまで、その距離は想像を絶する。

あまりに遠い宇宙の彼方。どんな方法で距離を割りだすのか?どうしたら測れるのか?天文学者の知恵比べ、技術と叡智を結集し“はしご”を少しずつ伸ばしていく歴史は、読み応え十分である。各章は、年代を追うように構成されているので、“はしご”が伸びていく状況がよく理解できてわかりやすい。

宇宙の年齢が137億年であることは、この本が書かれた当時まだ知られていない。2003年、NASAの【マイクロ波観測衛星WMAP】が、ビッグバン直後の光を観測。宇宙の年齢は137億歳と発表された。

2012年『ALMA電波望遠鏡』による新しい観測が始まる。
当然話題になるニュース、宇宙観測のアウトラインを知ることで何倍も楽しめるのではないだろうか。
お薦めの一冊。



★詳細はこちら↓

『宇宙を測る』
キティー・ファーガソン著
加藤賢一/吉本敬子訳
2002.02.20. 第一刷
ブルーバックス B-1361

★★★☆☆ 難易度
★★★★★ 蘊蓄度
★★★★★ お勧め指数
★★★★★ 保存版
★★★★★ 編集、構成
★★★★★ 総合評価
 



◆ 感銘・共感・知見の一文 ◆

◎「宇宙へのはしご」
《視差による三角測量とケプラーの法則》P108
・1631年、水星の太陽面通過を観測。見かけの大きさは正確に知るが、距離についてはまだまだの状態。ケプラーの第三法則で惑星の公転周期と太陽との距離はわかっていたが、絶対値として捉えられていない。
・1672年、火星が地球へ最接近する機会に【カッシーニ】が、【視差による三角測量】を実施。これで、全惑星の距離がケプラーの法則から計算できるようになる。太陽まで 1億4千万km(現在の測量では 1億4960万km)、太陽系の大きさを初めて意識できるようになる。

《年周視差》 ★Keyword=【セファイド】 P134
・1830年代終わりに、3人の天文家が【年周視差】により、地球に近い恒星の距離を観測。1838年【はくちょう座61番星】、1839年【ケンタウルス座α星】、1840年【こと座α星】で距離が観測される。
・1900年までに【視差法】により【100個】ほど測定された。1990年代までに【10,000個】について正確な視差が得られている。
・現在でも正確に測定できるのは、300光年内の明るい星に限られる。
・1989年打上の【ヒッパルコス衛星】(高精度視差観測衛星)により、地上に比べ100倍の領域を測定している(カタログは【120,000個】に達している)
★視差法により直接測定できる【セファイド】が含まれていることで、【セファイド】による“ものさし”の信頼性が高まった。

《【スペクトル線】【ドップラー効果】の発見》 ★Keyword=【スペクトル線】【赤方偏移】 P142
・1814年、【フラウンホーファー】は、太陽の【スペクトル】に多くの暗線(吸収線)が並んでいることを発見。1860年初めに、恒星の光にも太陽光と同じ【スペクトル線】を発見。天文学の新しい時代が始まる。
・1842年、【ドップラー効果】は【クリスチャン・ドップラー】により、発見される。
・この2つを組み合わせると、ナトリウムの【スペクトル線】の現れる位置で赤側に偏移していれば、遠ざかり、青側であれば近づいていることがわかる。
・1912^14年、【ベストー・メルビン・スライファー】
肉眼で見える最も遠い天体【アンドロメダ銀河】をはじめ、12星雲の【ドップラー効果】を測定。青方偏移2、赤方偏移10星雲を測定。
・現在の大規模構造のマッピングは【赤方偏移】の測定に基づいている。
【スローン・DSS(デジタル・スカイ・サーベイ)】計画では【100万個】の銀河の偏移が得られる。

《宇宙を測る新しい“ものさし”【セファイド】》P163 P166
◆【ヘンリエッタ・スワン・レヴィット】
 【小マゼラン】の中に整然とした変化をする【変光星】があることを発見。変光周期と明るさに関係(周期光度関係)のある恒星を25見つけ、当時見つかっていた変光星と比較し【ケフェウス座δ星】と一致したため【ケファイド】【セファイド】(英語)と呼ぶようになった。
 1912年、 『絶対等級が同じ【セファイド】は変動周期も同じになること』を発見。【セファイド】の周期光度関係を完成。
★それらは相対的関係で、絶対的な距離ではない。最も近い【セファイド】は北極星だが、これも絶対的な距離はわかっていなかった。

◆【ハーロー・シャプレー】
 【脈動理論】により、【セファイド】は星の中でも、最も明るい星に属していること。
 1917年、『【球状星団】の中で、最も明るい星の【絶対等級】はほぼ同じこと』を発見。これにより、宇宙を測る新しい“ものさし”を手に入れたことになる。
・現代では【ハッブル宇宙望遠鏡】を使い、6,000万光年遠方の銀河の【セファイド】が調査されている。
■用語■ 【セファイド】
【主系列】を過ぎ【赤色巨星】に達した星。
【主系列】を過ぎると、星の中心核は収縮し始め温度が上がり、熱が外層へ流れ膨張し、100倍もの大きさとなる。膨張すると今度は外層が冷え収縮し始める。脈動のメカニズムは、膨張、収縮により一定の周期で明るさが変化することに起因している。

◆【エドウィン・ハッブル】
 1923年、【アンドロメダ星雲】と【NGC6822】に【セファイド】を見つけ距離を計算。【アンドロメダ星雲】まで、90万光年(現在は230万光年)。この測定値は過小評価していたことが後に分かるが、【天の川銀河】とは別の銀河であることが判明した。
 その後の5年間に、【セファイド】が同定できない遠くの銀河までの距離を測る手法を開発。「銀河の中の最も明るい星は、ほぼ同一の絶対等級と仮定」し、これを“ものさし”にする方法。【セファイド】で測定できた最遠の銀河より、4倍遠方(1,000万光年)まで測定できるようになった。
 1929年、 【ハッブルの法則】(銀河の距離速度関係)を発表



◆ ポイントひろい読み ◆

○「人類はいつ地球が丸いことを知ったのか?現代人の勘違い!」P20
紀元前6^5 世紀には、ピタゴラス派の人々はすでに、地球は球体と考えていた。プラトン、アリストテレスも地球が球体であると考えていた。古代社会だけではなく、中世でも受け入れられていたことは明らかで、★「中世の学者たちは、世界は平坦であると信じていた」などというのは、現代の作り話!
同様に、「コロンブス以前には、地球が丸いことを知らなかった」などと考えることも大変な勘違い!
≪ナルホド、こんなふうな勘違いはどこにでもありそう≫

◎「シエネの井戸と地球全周の測定」P28
BC230年頃【エラトステネス】により地球全周の測定が行われた。
回帰線上に位置するシエネ(アスワン付近)で、夏至の太陽光が井戸の底まで差し込んだ。同時刻に、アレクザンドリアで垂直に立てた棒の影がつくる角度は 7.2度。この角度は地球の中心で2点の垂線が交わる角度に相当することから、全周を算出したというもの。
☆シエネとアレクザンドリアの距離の50倍ということになる。(360°/7.2°=50)

○「【アリスタルコス】の【太陽中心説】」P36
BC310^230年に生存したヘレニズム文化の学者。現存する書物は『太陽と月の大きさと距離』で、その結論は間違ってはいたが、同時の測定精度としては致し方ないところ。
もう一つの説に『地球は太陽の周りを動いていること、宇宙は当時考えられていた以上に何倍も無限に大きい』ことを示唆した。実に、コペルニクスより1,700年も前である。当時の天文学者は、この説の体系では、恒星までの距離が非常に遠くなくてはならないが、証明する証拠がなかった。
★地球が太陽の周りを動いているとすると、星々の相対位置が変わるはずだが、現在の技術をもってしても観測不可能なほど恒星は遠くにある。

◎「宇宙を測る新しい“ものさし”」
《宇宙を測る新しい“ものさし”【超新星】》 ★Keyword=【Ⅰ型超新星】【白色矮星】 P218
◆【アラン・サンディジ】
【超新星】爆発が測定に有用であることを発見。
・非常に明るく、遠くからでも観測しやすい。
・可視光は、爆発エネルギーのごく一部だが、銀河全体より明るく目立った基準光源となる。
・極大光度が同じであれば、見かけの違いは距離が異なるためとなる。
◇【Ⅰ型超新星】は【白色矮星】の爆発で、多くは連星系。
太陽程度、あるいは以下の質量をもつ星が、核燃料を使い果たし地球サイズに収縮。
相対する連星から物質を取り込み【チャンドラセカール境界】(太陽質量の1.4倍)になると、自重により崩壊、核爆発によりバラバラとなる。この爆発が【Ⅰ型超新星】として観測される。爆発する白色矮星はほとんど同じ質量のため、絶対等級も同じになる。
1006年【SN 1006】おおかみ座出現。記録上で最も明るくなった天体(太陽と月を除く)。
1572年【SN 1572】カシオペヤ座に出現。ティコ・ブラーエが観測、【ティコの新星】と呼ばれる。
1604年【SN 1604】へびつかい座に出現。ヨハネス・ケプラーが観測、【ケプラーの新星】と呼ばれる。

◇【Ⅱ型超新星】は、巨星が爆発したもので、質量が大きい星が核燃料を使い果たし重力崩壊したもの。
Ⅰ型より激しいが可視光線は多くないため、あまり明るくない。絶対等級に幅があるため基準光源として信頼できない。

《宇宙を測る新しい“ものさし”【タリー・フィッシャー法】》P221
◆【ブレント・タリー、リチャード・フィッシャー】
従来とは別の独立した測定方法。
1977年、【渦状銀河】の絶対等級が【21センチ波の線幅】と相関することを利用。
【渦状銀河】全体に散らばる星間物質のほとんどは【水素】で、波長21センチの電波を発している。
この線のぼやけ具合は【ドップラー効果】により銀河の回転速度と相関している。

《宇宙を測る新しい“ものさし”【重力レンズ法】》 ★Keyword=【重力レンズ法】【クエーサー】 P222
◆【スヤー・レフスダル】
この方法も、従来とは別の独立した測定方法。
1964年、【クエーサー】からの光が、銀河団で曲げられる角度を測定。数日から数年の間隔で、“チラツキ”や光度が変化する。地球から見ると、【クエーサー】がフレアを起こしたとき、像により増光に時間差が生じて見える。そこで、時間差と光路の長さの差から【クエーサー】までの距離を計算する。
時間差が1年、光路差が1/50億であれば、50億光年離れていることになる。
■用語■ 【クエーサー】
非常に遠くにありながら地球で観測できる謎だらけの天体。【赤方偏移】から、光の37%の速さで後退していることが分かる。【赤方偏移】で20億光年も離れていれば、普通の銀河の100倍の光を放たなければ、地球上で観測できない。エネルギー源は、恐らく中心の【ブラックホール】、老齢で遙か遠くにある天体。



◆ チェックポイント ◆

■ビックバンを裏付ける発見■ ★Keyword=【宇宙背景放射】
◆ 【宇宙背景放射】P197
【ビックバン理論】によると、宇宙初期に満たされていた放射で、何兆度もの高温。約30万年を過ぎ冷えてくると、電子と陽子は水素原子となり、放射(光子)は自由に動き回ることができるようになる。放射(光子)はあらゆる方向へ飛び出し、絶対温度約3度のマイクロ波域まで【赤方偏移】したものが今日【宇宙背景放射】として捉えられる。
◆ 【クエーサー】
・形成途上の銀河と考えられるが、非常に遠くにしか存在していない。(【定常宇宙論】によれば、どこでも均一に分布するはず)
・空間的に離れていることは、宇宙が若い時代にだけ存在していたことになる。
◆ 【ヘリウムの存在量】
【ビックバン理論】の予想では、宇宙を構成する元素の25%(質量比)は【ヘリウム】。【スペクトル分析】結果が一致する。




☆☆☆ ブログランキング参加中 ☆☆☆
良かったと感じた方・参考になった方、
是非クリックして投票ください!

ここをクリック↓


ブログランキング・にほんブログ村へ
にほんブログ村
スポンサーサイト

テーマ : オススメの本の紹介
ジャンル : 本・雑誌

コメントの投稿

管理者にだけ表示を許可する

カテゴリ

☆★ 目次です! ★☆
こちらから ご覧ください ↓


プロフィール

Dr.kusaichi

Author:Dr.kusaichi
日頃より、身近な科学に興味があり、新書などいろいろ読み漁り、また読み耽っています。
そんな中から、選りすぐりのお薦め書籍をご紹介します。

植物の本、昆虫、小動物、菌類からウィルスまでいろいろ登場予定。
科学の本 身近で分かりやすく、肩の凝らない本が中心。
最近話題の本も登場、その他 私の勝手にいろいろ出てきそうです。
気軽に楽しんでいただけると幸いです。

検索フォーム
最新記事
リンク
Dr.kusaichi お薦めGOODS




★お薦めフィールドグッズ★

◆双眼鏡
バードウォッチングから樹の花など自然観察に最適。星空観察にも向いています。 明るく自然な視界、本格防水、メガネを掛けたままでも使いやすいお勧め品。

◆送料無料◆【新品】 ニコン 8倍双眼鏡 モナークIII 8×42D CF





◆双眼鏡
バードウォッチングから樹の花など自然観察に最適。防水タイプ。 ポケットに入る小型軽量タイプ。

★15時迄の代引注文は即日発送★ビクセン 双眼鏡 ニューアペックス HR 10×28 完全防水 (ケース...





◆ネイチャースコープ
気軽に携帯して、マイクロウォッチング、ニコンのカメラでそのまま撮影も可能。 野外観察が可能の優れもの、子供でも使える軽量、防水タイプ。

【ネイチャースコープ『ファーブル』ミニタイプ】
[メーカー取寄せ]ニコン ファーブルミニ 顕微鏡 ネイチャースコープ [Nikon NATURESCOPE FABREM...





◆フィールドスコープ
フィールドスコープの標準タイプ。軽量、防水タイプ。 グループ観察会などで、便利な1台。

Nikon ニコン III-A /フィールドスコープ 






◆ポケットルーペ
小型、軽量、高解像度。 レンズ有効径が大きく見やすい優れもの。

ニコン ニューポケットタイプルーペ 20D バーガンディ [Nikon 2・3・5x loupe 2・3・5倍 携帯 ...


 
 
 
◆コンパクトカメラ
小型、軽量、高解像度。 植物、小動物などズームマクロで雄しべ雌しべもきれいに撮れる使いやすいカメラ
 
光学10.7倍ズームを搭載、約5コマ/秒の高速連写を実現リコー CX2 シルバー 写真 




  


◆トレッキング用ストック
軽量、撮影時に一脚としてブレ防止にも使えます

 


キザキ カメラ一脚対応トレッキングポール KTE-1005C 【トレッキング用ストック】【smtb-TK】


 


ハイキング用ストック(アルミ製)【在庫切れ】LEKI レキ ULマイクロアンチSLS 1300136 550グリ...


◆【トレッキングシューズ】
軽量、通気性能、履心地


【送料無料】【20%OFF】ゴアテックスCaravan 00104 キャラバン トレッキングシューズ C-4 ブラウン 


★お薦めフィールド図鑑★


◆【声が聞こえる『野鳥図鑑』】
各ページにドットコードがあり、サウンドリーダーで再生。生きいきした鳥の声を聞けます。 地鳴、さえずりも別に再生できる優れもの。



声が聞こえる!野鳥図鑑増補改訂版





◆【声が聞こえる『カエル』】
『野鳥図鑑』に続く『カエル』良くこれだけの収録ができたと驚く内容です。 野鳥と同じサウンドリーダーで再生可能の優れもの。



声が聞こえる!カエルハンドブック





◆【日本帰化植物写真図鑑】
雑草と呼ばれる草本類の“外来種600種”が掲載され野外観察に心強い1冊。



日本帰化植物写真図鑑改訂





★樹木図鑑(携帯用ポケットガイド)

◆【庭木・街の木】ポケットガイド④
身近な庭木275種、413品種を収録。 フィールドで使いやすい。



庭木・街の木





◆【野山の樹木】ポケットガイド⑨
日本に自生する樹木372種400品種を収録。 庭木・街の木の姉妹版。



野山の樹木





★野草図鑑(携帯用ポケットガイド)

◆【街・里の野草】ポケットガイド②
四季の普通にみられる野草295種を紹介。 写真と解説がコンパクトで分かりやすい。



街・里の野草





◆【野山の野草】ポケットガイド⑩
野、山、水辺のよく見かける野草391種を紹介。 街・里の野草の姉妹版。



野山の野草





★昆虫図鑑

◆【野や庭の昆虫】
植物との関係から昆虫を表示している点が特徴。 庭、野山、作物、畑などに分けられ検索しやすい。



野や庭の昆虫





◆【昆虫の集まる花ハンドブック】
昆虫により花粉が運ばれる虫媒花を中心に142種の受粉方法、仕組みを解説。 気軽に観察と推理が楽しめる。



昆虫の集まる花ハンドブック





★こんな図鑑もありますョ!

◆【イモムシハンドブック】
チョウ類91種、ガ類135種、の合わせて226種を掲載。 幼虫、さなぎ、成虫の写真、ここまでの資料に感激。



イモムシハンドブック





◆【冬虫夏草ハンドブック】
漢方薬でよく知られる冬虫夏草。 基本から見分けまで見ているだけでも楽しい図鑑。



冬虫夏草ハンドブック




◆【ベリーハンドブック】
ツツジ科とバラ科の“ベリー”と呼ばれる実を付ける植物の図鑑。 女性に人気のベリー、こんなにたくさんあった!



ベリーハンドブック




★お薦めフィールド図鑑
                          (季節編)★


◆【日本の桜】
サクラ、栽培品種から、モモ、リンゴまでわかりやすく分類。 写真が鮮明で桜の季節に、必携の図鑑。



日本の桜増補改訂版




◆【日本のスミレ】 
山渓ハンディ図鑑⑥
可憐で人気のスミレ。しかし地域種あり、交雑種あり外来種もある。 検索表でまず見当を付けることから見分けるスミレ専門の図鑑。



日本のスミレ増補改訂




◆【日本の野菊】 
山渓ハンディ図鑑⑪
『検索チャート』『見分け方コラム』で野菊を見分ける手法を詳しく解説。 どこで見分けるかのポイントがつかめる。



日本の野菊




★じっくり調べる図鑑★
各部の詳細写真が多く分かりやすい。

◆【樹に咲く花】離弁花①

樹に咲く花(離弁花 1)改訂第3版


◆【樹に咲く花】離弁花②

樹に咲く花(離弁花 2)2版


◆【樹に咲く花】合弁花他③

樹に咲く花(合弁花・単子葉・裸子植物)改訂第3版


◆【野に咲く花】 
山渓ハンディ図鑑①


野に咲く花


◆【山に咲く花】 
山渓ハンディ図鑑②


山に咲く花4版


◆【高山に咲く花】 
山渓ハンディ図鑑⑧


高山に咲く花


最新コメント
最新トラックバック
カテゴリ
RSSリンクの表示
ブロとも申請フォーム

この人とブロともになる

QRコード
QR
管理画面へ
月別アーカイブ
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。