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2006年10月10日 (火)

夜空を見上げて

Photo_32 夜空を見上げると満天の星

ここで理系人間はおそらく、その星はいつできたのか?
宇宙はいつできたのか? 太陽は? 地球は? 月は?
そして 宇宙はこれからどういう運命をたどるのか?
などという無限のクエスチョンの渦に巻き込まれるでしょう。

本当か嘘か知りませんが、もともと宇宙には物質は何もなかったのですが、ある時エネルギーが質量に変換されて、非常に体積が小さい点のような物質ができ、それが大爆発(ビッグバン)をおこして今の宇宙に至る世界が形成されたというような話を聞いたことがあります。

ビッグバンの直後は光も電磁波も通過できないもやもやの世界だったのが、温度が下がるにつれて、空間を無秩序に浮遊していた電子が陽子にトラップされて原子が形成され、一気に宇宙が晴れ上がったそうです。そのときに解放された光や電磁波がいまでも残っていて、観察することが可能で、これを宇宙背景放射と呼びます。ビッグバンから晴れ上がりまでの時間は、宇宙の歴史のスケールから見れば、非常に短い時間と考えられています。

宇宙背景放射は Robert Wilson と Arno Penzias によって1964年に発見され、その功績で彼らは1978年にノーベル物理学賞を受賞しています。もし宇宙が次第に拡大していているとすると、ドップラー効果(パトカーなどが近づいてくるときにはサイレンの音が高くなるが、遠ざかっていくときには低くなるという現象です)によって、光や電磁波の波長が長くなるはずです。実際に測定してみると宇宙背景放射の波長は長くなっていて、宇宙は毎秒30万kmの速度で拡大していることが明らかになりました。

これから逆算すると、一応宇宙は137億年前に生まれたということがわかりました。ちなみに地球ができたのは45-46億年前だそうです。今年ノーベル物理学賞を受賞した John Mather と George Smoot は、宇宙背景放射の不均一性を計測して、ビッグバン直後の物質分布が不均一であり、それが銀河のように星がたくさんある所と、それ以外の星があまりないところができる要因になったことを示しました。

WMAPという人工衛星で正確に測定した宇宙背景マイクロ波放射のゆらぎの地図が下記のサイトに出ています。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%93%E3%83%83%E3%82%B0%E3%83%90%E3%83%B3

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