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 秋山斉の宇宙をめぐる大冒険 

星空はタイムマシン

星は光を地球に届ける。
光の速度 秒速30万km
 一秒間で地球を7周半する。

すばる(440光年)
アンドロメダ銀河(250万光年)
 銀河には何千億もの星が集まっている。

宇宙は約138億年前に誕生した。
遠い宇宙から届く光を調べると、壮大な過去を知ることができる。

地球→太陽系→天の川銀河 宇宙には銀河がたくさんある。

ハワイ島マウナケア山頂 世界各国の望遠鏡がある。

すばる望遠鏡
遠方銀河(131億年)
 確認できた中で最も遠い天体。


ふくらむ宇宙 宇宙に始まりがあったことを示している。

初期の宇宙 全ての物が粉々になって一つに纏められ、とても熱かった。


ガモフの予言
熱く始まった宇宙の光は、今でも電波となって地球に降り注いでいる。

光が電波に変わる
空間がふくらむにつれ、光は色を変え、ついには見えなくなる。

光が遠ざかるにつれ、電波となって届くから。

光と電波は同じもの。どちらも空間を波打って伝わる。

見えるか見えないかは波の繰り返しの間隔による
虹に例えると分かりやすい。
一番内側の紫が一番波長が短く、外側の赤が一番長い。
さらに長いのが見えない赤外線、もっと長いのが電波。


ビッグバンの証拠 電波としてラジオで捉えることができる。

偶然が生み出した世紀の発見
ホーンアンテナ 
天の川銀河を調べていたら、あらゆる方向から絶え間ない雑音が入ってきた。
雑音の原因を突き止めたら、138億年かかって届いたビッグバンの証拠だった。

ビッグバンの光は今も地球に降り注いでいる



138億年前から届いた電波を観測した地図
望遠鏡を人工衛星に載せて、何年も観測して作った。

色ムラは温度の違い
差は0.00003度とごくわずかだが、重要な発見
だった。
宇宙に空間のでこぼこができ、水素とヘリウムが集まり始めている様子だった。

宇宙の始めにできた水素とヘリウムの水たまりから、星や銀河が生まれた。


ダークマター 
見ることも触ることもできない物質だが、重力で物を引き寄せる力がある。


形ある物が何もなかった宇宙に、ダークマターが大量にあったおかげで、
強い引力が働き、光り輝く星が生まれた。


ダークマターが無いと、宇宙にはいつまでたっても星が生まれなかった。

宇宙138億年の歴史の中で、星・銀河・生命が育まれ、私達が生まれた。
その全ては、宇宙誕生の急激な膨張とダークマターの働きによってもたらされた。




宇宙の膨張は加速している 互いに遠ざかり続けている。
超新星の観測で分かった。重力によって減速するという予想とは違った。


ニュートンの万有引力 どんなものにも引き合う重力がある。
普通はどんなものでも下に落ちる。

ダークエネルギー 重力と反対に働く力。

地球では重力の方が強いのでダークエネルギーの力は感じないが、
宇宙にはダークエネルギーの力が満ちている。


ダークエネルギーは、宇宙が大きくなるほど増える物質だと分かった。

ダークエネルギーは存在は分かっているが、まだ分からないことが多い。
これからも研究を続ける。


宇宙の結末 二つの可能性
ダークエネルギーが宇宙の膨張をどのように加速させていくか
による。

1、ビッグフリーズ 現状と同じように加速した場合 
銀河はお互いに遠ざかり、銀河を形成する星も燃え尽き、全ては冷たく凍りつく

2、ビッグリップ ダークエネルギーの力が強くなっていく場合 
現在のダークエネルギーの力だと、銀河内は星と星の引力の方が強いから、
銀河同士が離れても、銀河自体は変わらない。
しかし、ダークエネルギーの力が強くなっていけば、
やがてダークエネルギーの力が銀河の星の引力の力に打ち勝ち、
銀河の星がばらばらになり、さらにはダークエネルギーが星をばらばらにし、
全てが素粒子となって終わる



この宇宙のダークエネルギーの量は理論値より圧倒的に小さい

この謎を解く鍵はマルチバース
宇宙は一つではなく数えきれないほどあ
るという考え。

宇宙が生まれた時、小さな宇宙にはエネルギーが満ちていた。
急激に大きくなる時、枝分かれした膨大な数の小さな宇宙が外に飛び出す。

それぞれの宇宙に入っているエネルギーの量は違っていて、
ほとんどの宇宙はダークエネルギーが大きすぎてすぐに膨張してちぎれてしまい、
星や銀河が生まれる時間が無かった。


ごく稀な宇宙だけが星ができ、銀河ができていったのではないか。

この宇宙のダークエネルギーが偶然にものすごく小さかったため、
ゆっくり膨張したから、私達は今ここにいる。



この宇宙を象徴するもの
バランスロック
(ハワイ) 大地が侵食されて生まれた景観。
倒れそうで倒れないまま何千年もここにある。

私達の宇宙も、ダークマターとダークエネルギーの絶妙な調和で成り立っている。

ダークマターが多すぎるとダークマターの重力で物質が集まりすぎ、
塊がたくさんできてブラックホールになり、私達は生まれることができなかった。



人間は百年しか生きられないが、宇宙138億年の歴史を、
観測と理論を組み合わせ、徐々に明らかにしてきた。

私達はどこから来てどこへ行くのか。
人類数千年来の謎に、答えが見つかる日もそう遠くはないかもしれない。


おまけ
ダークエネルギーが宇宙を加速する
宇宙の果てまで連れてって
ダークエネルギー
宇宙の終わりについて

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