宇宙７
２０２０．０３．２１
今日はこの本の紹介と一部の内容（第1章：宇宙の始まり）について、ご案内します。
「知れば知るほど面白い宇宙の謎」
たとえばビッグ・バン以前、宇宙に何があったのか？
小谷太郎著、三笠書房発行、2014年11月10日第1刷発行。
◎昔、宇宙の全物質はなんと「一つ」だった！？
◎宇宙の95%は、見ることが出来ない
◎「秒速２０００KM」で遠ざかる銀河がある！
◎今の「光」は、138億年前の「光」だった？
＜はじめに＞
宇宙の謎が解き明かされてきたのは、ここ100年くらいのごく最近のことです。
今、私たちは、約1万年間の人類の歴史の中でも、138億年間にわたる宇宙の歴史の中でも、「奇跡」ともいえる特別な瞬間に居合わせているのです。
＜目次＞
第1章 宇宙の始まり
（１）宇宙は138年前、大爆発とともに始まった。「ビッグ・バン」と呼ばれる大爆発です。
―「ビッグ・バン以前には宇宙はなかった」、「時間も空間も存在しなかった」これが宇宙論です。
―ビッグ・バン時の宇宙は、超高温・超高圧。
―ビッグ・バン以前に宇宙はなかった。宇宙の「外」のようなところもない。
（２）約500億光年より遠くは「原理的に観測できない」
―私たちの銀河は「天の川銀河」と呼ばれ、直径約10万光年、1000億個もの構成を含みます。
1000億個の恒星とは、1秒に1個ずつ恒星を数え挙げていったとして、3000年ほどかかってやっと全部数えられるくらいの数です。
―大きさは直径10万光年、光の速度で旅して10万年かかる距離ということです。
光は秒速30万KM、1秒に地球を7周半するとんでもない速さです。
光が1年365.25日走り続けた距離が1光年、即ち９京KMです。
天の川銀河はその10万倍の大きさだということです。
―私たちの銀河のお隣と言っても良いくらい近くに浮いているのがアンドロメダ銀河で、その距離はおよそ200万光年。これでも衝突しそうなくらい近くです。
―観測できる宇宙の範囲は、半径約500億光年で、その範囲内に、約1000億個の銀河が浮んでいると見積もられています。
（３）「秒速２０００KM」で遠ざかる銀河がある
―1929年エドウイン・ハッブル（1889-1953）によって宇宙が膨張していることが発見されました。
―銀河の速度を測る方法は、「ドップラー効果」が使えます。
―銀河までの距離は、「変光星」の明るさを利用し、「遠くのものは暗く見える」という自然法則を使って求められます。
―銀河の遠ざかる速度は、2倍遠くの銀河は2倍の速さで、10倍遠い銀河は10倍の速さで遠ざかっています。
距離に比例した速度で遠ざかっている「ハッブルの法則」です。
ハッブル定数を利用した計算では、1億光年先の銀河の後退速度は約２０００KM/秒ということになります。
1年で約700億KMの猛スピードです。
（４）昔、銀河は一点に集まっていた！？
―過去にさかのぼっていくと、今逃げ去っている銀河がどんどん近づいてきます。
1億光年の遠方にある銀河は、約150億年の過去には、私たちの天の川銀河との距離がゼロだったことになります。
ハッブルの法則によると、約150億年前、あらゆる銀河が一点に集まっていたようなのです。
―百数十億年も過去にさかのぼると、あらゆる恒星は宇宙を漂うガスでした。
宇宙が摂氏3000度の温度だったころには、あちこちに壊れた原子ばかりの状態だったと推定され、その頃の銀河の距離は、現在の約1000分の1だったころと言えます。
銀河間距離が現在の3400分の１、温度が約9000度になると、とうとう原子核も壊れます。
（５）水素とヘリウムーー原子宇宙は意外に単純
―物質の素材である元素、私たちの体は、７０％水素と酸素という元素の化合物です。
他に、炭素窒素、カルシウム、リンなどの元素が集まってできています。
この6種類の元素で体重の９８．５％を占めます。
―地球は3分の1が鉄でできています。巨大な太陽はほとんどが水素でできていて、4分の1ほどがヘリウムです。
―宇宙全体の元素組成はほぼ太陽と同じで、ほとんど水素、4分の1ヘリウム、他の元素少々となっています。
―原初の宇宙では、水素とヘリウムまでは合成するのですが、それ以上重い原子核は合成できず、その後の恒星内部の核反応によってつくられ、酸素、炭素、鉄など全部そのようにして生成されました。
ビッグ・バンでは、水素とヘリウムまでしか合成されませんでした。
―宇宙の元素組織（上位10元素）は、
水素（重量存在比、0.7057）、ヘリウム（0.2752）、酸素（0.0096）、炭素（0.0031）、
ネオン（0.0018）、鉄（0.0013）、窒素（0.0011）、ケイ素（0.0007）、マグネシウム（0.0007）、硫黄（0.0004）です。
（６）ビッグ・バン以前、宇宙に何があったのか？
〇よくある質問
―観測できる範囲が450億光年にしろ、470億光年にしろ、その先はどうなっているの？
―宇宙は結局有限なの？無限なの？
―ビッグ・バンの前はどうなっていたの？
―どうして宇宙は始まったの？
〇回答
これらの質問に対する答えはいずれも、「まだわかりません」。
今の人類の知識では答えられません。
その理由は、「量子重力理論」という物理学分野がまだ完成していないからです。
今回はここまでです。
ではまた