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2021/09/11 00:22:17 プライベート♪
宇宙のお話
ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 ファースト・スター発見への夢

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡

ファースト・スター発見への夢

宇宙は今でも光よりも速い速度で広がっています。「アインシュタインの相対性理論があるんだから光より速いものはないはずでは?」そんな声が聞こえてきそうで、それはそうなのですが、空間が広がる速度はその法則が適用されません。現に誕生から138憶年と言われている私たちの宇宙ですが、既に半径450億光年の広がりをみせています。

私たちの体は星のかけら、つまり恒星の核融合によって生まれた元素、あるいは超新星爆発や、かつて連星であった中性子星同士の衝突によって生まれた重い元素でできています。

ビックバンで産声を上げた宇宙は、数十万年の混沌とした状態を経て落ち着き始めました。そして原子核が電子を捕らえ、水素やヘリウムを作り始めます。これを宇宙の晴れ上がりと呼んでいます。

それから間もなくして、物質とダークマターの重力の力で最初の恒星が誕生しました。この恒星は「ファースト・スター」と呼ばれており、この恒星こそ、私たちのルーツと言えるのです。もちろん私たちの母なる大地である地球のルーツでもあり、生命の源である太陽のルーツでもあります。

望遠鏡で遠くを見ることで、宇宙の過去を覗くことができます。宇宙は光の速度さえも遅く感じるほど広大ですから、光が地球に届くまで多くの時間がかかるからです。あなたが今日浴びた太陽の光は8分20秒前の光ですし、例えば10億光年先にある恒星が放った光は10億年かかって地球にたどり着くのですから、地球で観測した時は10憶年前の光になっているということになります。ですから、遠くを覗き込めば覗き込むほどに、私たちは過去を覗き込んでいることになります。なにか不思議な感じがしますよね。

ドップラー効果というものをご存知でしょうか。救急車のあれですね、ピーポーの音程が近づくときには高く、遠ざかるときには低く聞こえる現象です。遠くの中華屋さんに頼んだ出前のラーメンが到着した時には麺が延びている、といったことではありません。冗談はさておき、光にも同じ現象が起きます。それを赤方偏移と呼びます。

冒頭でお話したとおり、宇宙はダークエネルギーの力で空間が膨張しています。空間を飛んでいる光の波長もその作用で膨張、光の場合は膨張とは言わず波長が伸びると言いますが、そのような作用で光は、ここで言う光とは可視光線の事ですが、その波長が伸びて赤外線になります。それが赤方偏移です。光の発生源が遠ければ遠いほどに赤方偏移の度合いが強くなります。

つまり、遠くの恒星が発した光を見るためには、可視光線を捉える通常の望遠鏡ではなく、赤外線カメラを使えばよいということになります。赤外線とは温度そのもののことで、太陽の光が暖かく感じるのは目に見える可視光線の作用ではなく、それよりも波長の長い赤外線が飛んでくるからなのですが、赤外線を捉えようとするとき、捉えるために用意した赤外線カメラよりも温度の低い赤外線を捉えることができません。「なんで?」と思うかもしれませんが、そういうものらしいのです。

現在稼働しているハッブル宇宙望遠鏡もかつての修理ミッションで近赤外線を捉えられるようバージョンアップが図られたのですが、下げられる温度には限界があり、「ファースト・スター」の光を捉えるには至りませんでした。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は極低温にすることができる設計になっているので、念願の、私たちのルーツである「ファースト・スター」の初観測に期待が寄せられているのです。

そのジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡、度重なる延期を経て、ついに今年2021年12月18日に打ち上げが決定しました。さあみなさん、私たちのルーツを探る冒険が始まりますよ。

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2021/06/13 12:52:33 プライベート♪
宇宙のお話 雑談
弦(String)(ひも)理論を解りやすく解説

宇宙は特異点から始まったとか、ブラックホールの中心は特異点だとか、とかく話題になる「点」の概念ですが、点が長さと面積のないものと定義してしまうと、「ゼロ」は数学的に計算ができませんから、特異点や素粒子の構造を研究しようにも数学的な限界が生まれてしまいます。

そこで考えられたアイディアが「ひも」理論です。

数学的な点では計算ができませんので、恐ろしく短いひも(10^-35)と定義すれば計算できるという訳で、この長さの最小単位をプランク長といいます。

現在知られている基本素粒子は17種類ですが、素粒子は「ひも」でできており、その振動の仕方により区別されると論じています。従って「ひも」の振動の仕方が重要となりますが、理論上考えられる素粒子をすべて振動で表現するには「縦横高さ」の3次元では足りず、他に6次元必要となってしまいました。こうして6次元を足して9次元とした理論が「ひも理論」です。

この他にも時間を加えた10次元の「超弦理論」や、さらに1次元を加えて11次元とする「M理論」が有名です。ちなみにM理論の「M」を意味する理由は特にないそうです。M理論ではとてつもない数の素粒子を生むことができることから、多次元的宇宙の理論的根拠だとする意見もあります。いわゆる永遠のインフレーション理論です。

この「ひも」にも「開いているひも」と「閉じているひも」の2種類があるとされており、「開いているひも」の双方の端は「ブレーン」と呼ばれる膜に捕らわれており、容易に動くことができませんが、「閉じているひも」は自由に動き回れるため別の次元に移動してしまうことがあります。

重力を司る重力子(未発見)こそがこの「閉じたひも」であり、宇宙を構成する4つの力(強い力、弱い力、電磁気力、重力)のうち、極端に重力の力が弱い理由を説明できるとしています。つまり、他の次元に重力が逃げてしまっているという訳です。

また、ブラックホールを2次元的な「穴」とみたとき、「閉じているひも」の半分が事象の地平面を超えて内部に落ちた状態では見かけ上「ひらいたひも」として捉えることができ、この現象からブラックホールに落ちた物質の情報はその表面に記録されるという理論が考えられました。そしてそれを発展した理論として以前記事にした宇宙ホログラフィック理論があります。

いかがでしたでしょうか。このように「ひも理論」はミクロな世界のみならず宇宙における多くの減少も説明できることから統一理論に最も近い理論とされており、現在も多くの人が研究を続けています。

手のひらをじっと見ても小さすぎる「ひも」や折りたたまれた6次元を見ることはできませんが、数千億の銀河にまたたく恒星よりも多い「ひも」がその手のひらでダンスをしているのです。

最後に、極大の宇宙から極小の世界を模したサイトをご紹介して今回の記事を締めたいと思います。

https://htwins.net/scale2/

(多少簡略化して記載していることをご了承ください)

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2021/05/30 17:22:14 プライベート♪
雑談
双子の恒星

星降る夜はロマンチックですね。

郊外であれば肉眼で見えるお星さまは三千とも言われていますが、私たちの住む銀河系だけでも数千億のお星さまが輝いています。

そのお星さま、つまり恒星のほとんどが二つの恒星が互いの重心で回っている連星だと言ったら信じられるでしょうか。私たちに毎日暖かい光を届けてくれる太陽は単独星ですが、むしろ太陽は珍しい存在なのです。

恒星のうち80%ほどが連星だと言われていますが、その謎を探るために科学者たちが星間ガスの多い星のゆりかごと呼ばれるエリアで今まさに生まれようとしている恒星の調査をしました。科学者たちは連星と単独星の生まれる仕組みを調べようとしたのですが、驚くことにすべての星系で連星が誕生していたのです。調べても調べてもすべてが連星なのです。

そうなると、太陽も生まれる時は連星だったのに、何らかの理由で兄弟星、あるいは姉妹星がいなくなってしまったということになります。

今も銀河系のどこかで兄弟星は輝いているのでしょう。なんとか見つけてあげたいものですが、それを調べるには数千億に及ぶ恒星のスペクトル分析や表面成分などの一致を調べなければならず、それは事実上不可能な作業です。なんか、かわいそうですね。

スターウォーズエピソード4の冒頭あたりでルーク・スカイウォーカーが双子の夕日」を眺める場面がありますが、太陽がそれを見たら生き別れになった双子の兄弟を思い出して悲しむかもしれません。

科学の進んだ未来の我々の子孫が見つけてあげられれば良いですね。

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2021/05/26 15:21:44 プライベート♪
雑談
ビラミットとクレオパトラ

夕日で真っ赤に染まった砂漠にそびえたつクフ王のピラミッドを背景に絶世の美女クレオパトラが佇んでいる。

そんなエジプトを象徴するような美しい光景を見たら思わずうっとりしてしまいそうですが、クフ王のピラミッドが建てられた時代からクレオパトラが生まれた時代より、クレオパトラが生まれた時代から僕が生きている時代の方が近いのです。

クフ王のビラミット(BC2580年)

クレオパトラ(BC69〜BC30)

僕がいる現代(AD2021年)

さすが長い歴史を持つエジプトですね。

今年、東京ドーム10個分の広さを持つ大エジプト博物館がオープン予定です。これには日本も深く関わっているそうです。

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2021/05/26 15:18:37 プライベート♪
雑談
自衛隊機のスクランブル

2020年のスクランブル発進が725回だったようです。

1000回に近かった一時期よりは減りましたが、来訪飛行物体が減ったのではありません。領空侵犯の可能性が低いと判断できる案件は無視することにしたからです。それでも欧州のNATO加盟国を合計しても430回程度と言われていますから、特別多いと言えます。

我が国の次期主力戦闘機として配備が進められている米国ロッキードマーチン社のF35Aは第5世代ステルス戦闘機ですが、一定時間飛行するたびにステルス塗料の塗り替えやエンジンのオーバーホールといった高額な整備をしなければなりません。整備費用を抑える対策としてその拠点を国内に置いているものの、翼の不具合も指摘されており、その影響で寿命も短いと言われています。

スクランブルが多く戦闘機の消耗が激しければ実戦の際に稼働できる機体数も少なくなりますから、それが敵性国家の狙いだと考えられています。

とは言え、排他的経済水域を含めた日本の領域は全世界で6番目の広さを持ちますので、スクランブルの多さもある程度仕方のない面もあります。範囲が広いため世界で最も高性能なE-767早期警戒管制機を4機保有し、8時間交代で24時間監視しているのもうなずけます。

いずれにしろ、自衛隊の隊員が毎日2回は出動しているわけですから、ほんとうにご苦労様です。

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Profile
お疲れぷろぐらま
性別男性
年齢55歳
誕生7月中旬
星座かに座
血液B型
身長173cm
体型がっちり型
職業プログラマ
地域宮城県
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長所のんびり
短所白黒はっきり
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