これっていつ気が付いたのかな?

 もし私が1級受検者だったら、試験当日にわかったとおもいます。

 

 実は前回11月試験時には解答速報が出次第、自己採点できるようエクセルを組んでいました。

 2級の場合は60問なので第1問から第60問までの空欄を作っておき、最初の段階では全問正解する前提で試験問題に付されている各配点がそのまま得点欄に加わるようになっていて、合計得点は100になります。

 自己採点で仮に不正解の場合は、その問題の得点欄をエンプティにすることにより減算される仕組みです。

 

 試験日当日に問題用紙は持ち帰れるので、夕方時点にはそのexcel表に各問の配点を打ち込み、翌日の解答速報を待ったわけです。2級にはミスはなかったようなので、当然その段階では合計点は100になっています。

 

 だから仮に同様のシステムを次の1級試験の時に組んでいれば、当日の表には合計点が101になっていて、あれおかしいな,,,となるわけです。誰も気が付かない、あるいは連絡しない、、、誰も類似システムを作っていないのか、あるいは101点に気が付いていたとして、自分に不利に働くかもしれないと黙っていたのかな?

 

 これ試験結果を配布してから受検生の指摘があった感じですね,,,自分の自己採点と違う、よく調べると試験問題で2点配点が3点配点になっているようだ,,,と。

 

 今回の場合は101点満点だけど、仮に3点配点の☆印が落ちていた場合は、受検生に対して平等にプラス1点されるのかな,,,ともあれ、いつもいつもの不手際。

 

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 実はテキストの最初の見開きページに「宇宙の歴史」なる表があり、

100秒 10億k 元素合成の始まり(He、D、Liなどの合成)

300秒    3億k 元素合成の終わり

38万年 3000k 陽子と電子が結合し水素原子ができる

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 とあり、100-300秒と38万年で元素としての水素がどうなっていたのかよく理解できない状況でした。

 

GoogleAIの回答

 宇宙における水素は、約138億年前のビッグバン直後(約10秒〜20分後)に陽子(水素原子核)として誕生しました。その後の宇宙の温度低下に伴い、陽子が電子を捕獲する「再結合」によって中性水素原子が形成されました。さらに、分子雲の収縮過程で水素原子が結合し、水素分子(H2)が生成されました。

 

1.宇宙初期の「ビッグバン元素合成」 (誕生直後) 

 宇宙開闢(かいびゃく)後、超高温下で原子核の素となる陽子と中性子が生成されました。

 宇宙の急速な膨張による温度低下(約10^9K=10億k以下)により、陽子が中性子と結合し、重水素(2H))が形成されました。この重水素が足掛かりとなり、ヘリウムなどとともに水素の原子核が安定的に存在できるようになりました。 

 

 ここで一旦、GoogleAIの回答を止めて上記を考えると、

 この絵のように電子を捕獲していたかどうかは別として、「誕生直後」、テキストでいう100-300秒程度の時は、重水素ができて下記の核反応ネットワークが成立したようです。

 

 宇宙初期に形成された元素は、水素、ヘリウム、リチ ウム、ベリリウムまでの4種類程度。、、、この図は過去問から持ってきたのですが、解説文に「4種類程度」とあり、4種は挙げられた元素であるにして、「程度」とは何を意味するのか、重水素、3重水素、ヘリウム3などの中間生成物を示すのか,,,は不明。そしてここでいう水素は水素原子核(=陽子)であって水素原子ではなさそう。
 

以下、GoogleAIの回答の続き

2. 「再結合」による中性水素原子の形成 (約40万年後) 

 宇宙誕生から約30万〜40万年後、温度が約3000 K(数eV)まで低下しました。それまでバラバラだった陽子(水素原子核)が電子を捕獲し、中性な水素原子(H)を形成しました。この現象は「宇宙の再結合」と呼ばれ、これにより宇宙は透明になりました。

 、、、文中の「透明」は宇宙の晴れ上がりのこと。

 この段段階で、陽子+電子で水素原子の誕生,,,水素分子(H2)ではない。

 この陽子+電子の状態を中性水素という。

 ここでなぜ「再結合」と呼ぶかは後述。

 

3. 「分子の形成」 (初期宇宙〜星形成の過程)

  星や銀河が形成される際、高密度のガス雲の中で水素原子同士が結合し、宇宙最初の化学分子である水素分子(H2)が作られました。この過程では、最終的に中性の水素分子(H2)へと分解・結合するプロセスが星の冷却に不可欠な役割を果たしました。 

 

 ここでの水素化ヘリウムイオンと星の冷却は後述。

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 AIに「非常に鋭い視点です」などと褒められてもね,,,

 要は物理の世界での慣習ということのようです。

 論点としては

・宇宙最初の分子化合物である水素化ヘリウムイオンが「分子雲」のなかで水素分子(H2 )を生み出した

 2019年、NGC7027で初めて水素化ヘリウムイオンが発見されたという記事

 NGC7027は600歳の惑星状星雲、質量は中心部の矮星込みで太陽質量の4倍程度。

 

・分子構造は原子が結合しているので比熱比γが低い(熱容量が高い)ので熱を消費できる=冷却材になる

 

 大きな誤解だったのは、分子雲が低温であること自体は理解していたものの、冷やしてガスの動きを小さくしないと重力で凝縮しないということ。

 その後の星への移行を考えれば熱い方がよいと早合点。

 

 考えてみればまあそうだよなと腹落ち。

 

 ということで週が変わってテキストを読み始めたのですが、1ページ目から3時間も道草,,,いつものようなテキスト周回作業。