宇宙の話

物心ついた頃、小学生の4、5年生くらいの時かな。。。

今は亡きおばあちゃんが、4次元の本(題名忘れたけど)と宇宙の本(これも題名忘れた)を買ってきてくれたのが興味を持ったきっかけ。

’宇宙の果てってどうなってるんだろう’

’4次元みたいな別世界ってあるの’

っていろいろ思いをめぐらせたけど、その時はただの想像だったわけで。

それから数十年。

1990年に打ち上げられたハッブル宇宙望遠鏡が撮影した宇宙はるか彼方の天体の映像がテレビに流れるようになって、好奇心に火がつきました。

’宇宙は加速膨張している’

’重力レンズ効果で遠くの銀河が歪んで見える’

’パルサー(中性子星)のスプーン一杯の重さは数億トン’

ほんまかいな!なんて事実が次々と分かってきて。

わくわくが止まりませんねo(^▽^)o
この時代に生まれて本当に良かったって思います。

どんなに厳しい現実も、現実離れした果てしない世界のほんの一瞬、って思うと心が落ち着くんだな。

なんか話がまとまらなくなってきちゃいました。。。

各メディアから知り得た情報を記事にしてみます。

加速膨張する宇宙

20世紀の初めに、米国のエドウィン・ハッブル博士が

「銀河同士がお互いに遠ざかっている」ことを発見し、また、

「その後退する速度は遠い銀河ほど速い」

ことを発見しました。

その後、米カリフォルニア大学バークリー校のサウル・パールムッター教授、オーストラリア国立大学のブライアン・シュミット教授、米ジョン・ホプキンス大学のアダム・リース教授が、

「遠方の超新星爆発の観測による宇宙の加速膨張の発見」

を発表して2011年にノーベル物理学賞を受賞しました。

これは、

「時間とともに宇宙空間がどんどん加速しながら広がっている」

というものです。

逆に時間を巻き戻すと、昔宇宙はある一点に集まっていた、ということになり、今ではビッグバン理論(宇宙は大爆発で始まった)の礎になっています。

ただ爆発のエネルギーは時間や重力によっていずれは止まると考えてられていたのですが、現在も宇宙が加速膨張していることが発見されたので、その加速膨張の理由を突き止めるべく宇宙で目に見える以外の物質、’ダークマター’や’ダークエネルギー’の存在も理論提唱されていますが、まだ発見されてはいません。

「宇宙が加速膨張しているのがわかったけど、その理由がわからない」

のが現状なのです。

超新星爆発

太陽の約8倍以上の重い恒星(自ら光る星)は、その一生を終えると大爆発を起こします。恒星が光る原理は、その高温(数千度~数万度)・高圧によって星の内部で水素がヘリウムに変換されていて(核融合反応)、その時のエネルギーが光や熱になって放出されています。

いろいろなパターンがあるのですが、基本的には燃料である水素を使い果たすと星を支えていた核融合反応での圧力が下がり、重力(内側につぶれようとする力)が強くなってより重い元素の核融合反応が進みます。

ただ鉄原子の融合まで進むと鉄はあらゆる元素の中で結合エネルギーが最も大きく、それ以上核融合反応が進まなくなるので、結局重力による収縮のみがどんどん進み、複雑な過程を経て最終的には大爆発を起こします。

この大爆発の規模を太陽で例えてみます。

太陽はTNT火薬に換算して毎秒1000 億トンくらいの爆発規模があり、そのうち地球に届いているエネルギーは22億分の1くらいにすぎませんが、それでも約1時間で世界中で1年間に使うエネルギーをまかなえるほどのエネルギー量です。

超新星爆発は規模にもよりますが、大きいものだとこの太陽の100億年分!のエネルギーと同等のエネルギーを数秒で放出します。

そしてあまりに凄まじい圧縮と爆発のため、爆発の後には中性子の塊となった中性子星や、ブラックホールが形成されます。

ブラックホール

太陽の約30倍以上の重い星が上述した超新星爆発を起こすことによって物質が究極まで圧縮され、ブラックホールが形成されます。

あまりに強い重力のために光さえもブラックホールの外に出ることはできず、よって光による直接観測はされていません。

ただし、周りのガスや恒星の運動を観測することによって、その存在は確実視されています。

様々な銀河の中心にも存在することがわかっており、地球がある天の川銀河の中心にも巨大ブラックホールがあって、周りの恒星を引き寄せるために恒星の軌道がまるでハンマー投げのような楕円軌道を描いているのが観測されています。

中性子星 ~究極の破壊兵器~

究極の破壊兵器!なんてサブタイトルつけちゃいました。

爆発エネルギーや重力は超新星爆発やブラックホールのほうが上ですが、

’高速移動しながら何でも破壊する’

という観点だと中性子星が宇宙一ではないかと。

その観点て何!っていうツッコミはしないでくださいね。

深い意味はありません。。

太陽の約8倍~約30倍くらいまでの恒星が超新星爆発を起こすと、芯として半径10kmほどの中性子だけでできた星が残ります。

【質量】大体1cm³当たりで10億トン

【表面重力】地球の大体2000億倍ほど

【熱さ】誕生した瞬間は10億度、表面温度1億度

【磁力】強いものだと1000兆ガウス(地球の磁場で0.4~0.7ガウスほど)

【回転速度】1秒間で数十回転~数百回転。星表面の速度に換算すると秒速数万Km。

【移動速度】秒速1000km~1500km。時速換算で約500万km。

強力な磁力と重力で近づくだけで全ての生物を死滅させ、あらゆる星を粉々に破壊、飲み込んでしまう星が超高速回転しながら時速500万kmで宇宙空間を突進しているという。。。

これを破壊兵器といわずなんと言うの(ノД`)

でも地球に来ることなんてないでしょ(´ー`)

なんて思ってるそこのアナタ(゚Д゚)ノ

オリオン座のベテルギウスはいつ爆発してもおかしくない状態なんですよ。

オリオン座の左上の赤い星がベテルギウス。



★           

ベテルギウス   ☆ベラトリックス

 

    ☆ ☆ ☆
ミンタカ・アルニラム・アルニタク

            

            ☆

 ☆        リゲル
サイフ


 堤太鼓みたいな形の星座。結構簡単に見つかると思います。

で、このベテルギウス、大きさは太陽の1000倍くらいもあって、超新星爆発を起こすと中性子星ができるだろうとのこと。

しかも星の1/3くらいのでっかいコブができている異形な形なのも観測されているし、極め付きは地球からの距離。

640光年!

近いです。光の速さで640年は人類にとっちゃ到底届かない距離だけど、宇宙規模で見ると本当にお隣りさん。

超新星爆発の規模を考えると、その時に放出される放射線(ガンマ線バースト)が地球方向に降り注ぐと地球上の生命も危うい可能性があるようで。

でもそれは、ハッブル宇宙望遠鏡他、詳細な観測でベテルギウスの中心軸が地球に対して30度ずれているから大丈夫だろうとのことです。

何か話逸れた。星の形がいびつなので、超新星爆発の衝撃が不均等に働いた結果、形成された中性子星がものすごい勢いで飛び出す可能性が無きにしも非ず(超個人的見解)。

仮に640光年先のベテルギウスが超新星爆発を起こしたその結果、中性子星が時速500万kmで地球に向かってきたとしたら、地球に到達するのはいつでしょう。。。

計算してみました。

光の速度は秒速約30万km。なので、

1光年=60×60×24×365×30万km=約9兆4600億km

642光年≒9460000000000×642≒6073320000000000km

6073320000000000km÷5000000km≒1214664000時間

1214664000時間÷24時間≒50611000日

50611000日÷365日≒138660年

13万8千660年後。。。

0が多すぎる(;^ω^)計算合ってるかな。。。

やっぱり宇宙って広いですね。とりあえず時間的には心配なさそうで。

そもそも13万年後も人類が栄えているかどうかなんて分からないですが。

ちなみに中性子星が地球に向かってきたとしたら、逃げる以外の手段はありません。

それも隣の火星とかでは全く意味がなく、太陽系外に。

余談ですが、じゃー中性子星同士がぶつかったらどうなるの?

なんて矛盾みたいな話もあるかもですが、超新星爆発のさらに100倍!くらいのエネルギーを放出してもっと重力の強いブラックホールになるそうです。

どんだけ。。で、そんなある意味究極な中性子星は太陽系のある天の川銀河だけでも既に2000個くらい見つかっています。

宇宙旅行なんて永遠に無理のような気が┐(´д`)┌ヤレヤレ

重力波

とてつもないエネルギーや質量をもった物体が加速度運動すると、重力の波が海面のさざ波のように空間を伝わり、空間が歪むそうです。

空間が歪むって時点で想像の範疇超えてますが。

重力波の存在は間接的には中性子星の軌道が変化することで証明されていて、その研究者はノーベル物理学賞を受賞しています。
中性子星ってとんでもない質量(大体スプーン一杯で数億トンの重さ)なので、中性子星の周りは空間が歪んでいる&重力波が出ていて、その重力波の影響で中性子星同士が徐々の近づいているのが10年以上におよぶ観測で分かったそうです。

で、中性子星同士が連なってお互いの周りを回っている中性子星連星が最終的に合体すると、その瞬間にとんでもないエネルギー(超新星爆発の100倍くらい)が放出されるそうで、その時に発生する重力波は数億光年先でも地球で観測できるだろうとのこと。

今は日本を含めて世界各地でこの重力波を検知する望遠鏡を建設して、重力波を直接観測しようとしています。
重力波を検知する望遠鏡っていってもレンズで遠くを見るのではなく。
言葉で説明しずらいのでイメージ作ってみました\(^^@)/

重力波望遠鏡

gravityscope1

 

光Aはビームスプリッター ⇒ 地点A ⇒ 光検出器と進む
光Bは地点B ⇒ ビームスプリッター ⇒ 光検出器と進む
光の発射地点と地点A、Bまでの距離は同じ為、光A、Bとも同時に光検出器に到着。

重力波が来て空間が歪むと

yajirushi_shita

 

gravityscope2

 

 

空間の歪みによって光の発射地点からの地点A、地点Bの距離が
変わるため、光検出器への光A、光Bの到着時間がずれる。

日本では小柴さんがニュートリノ観測でノーベル賞を受賞したスーパーカミオカンデがある岐阜県神岡町の同じ山の中に、’かぐら(KAGRA)’という愛称でこのイメージと同じ重力波望遠鏡を建設中です。

来年末には完成するそうで、世界で最初に重力波の直接観測に成功するとノーベル賞級みたいですね。

今後が楽しみですo(^▽^)o

2016/02/12


 comment
  1. nobu より:

    非科学的な話で申し訳ないのですが
    超新星爆発の時期に関連して少し気になる記事があるのですが
    紹介させていただきます。
    新約聖書ヨハネ黙示録18章より引用
    18:1この後、わたしは、もうひとりの御使が、
    大いなる権威を持って、天から降りて来るのを見た。
    地は彼の栄光によって明るくされた。
    18:2彼は力強い声で叫んで言った、
    「倒れた、大いなるバビロンは倒れた。」
    そして、それは悪魔の住む所、あらゆる汚れた霊の
    巣くつ、また、あらゆる汚れた憎むべき鳥の巣くつとなった。
                           以上抜粋
    これは人類の終末期に起きる出来事を描写したものの一部ですが
    ベテルギウスの超新星爆発は、地球上を明るく照らすほどで
    あることから、この時ちょうど超新星爆発が起きていると、
    このように表現できると考えます。

    • irodorinet より:

      コメントありがとうございます。

      今はカニ星雲となっている超新星爆発も中国かなにかの古い文書に記載があるみたいですね。
      おっしゃる通りベテルギウスはすでに超新星爆発を起こしているのかもしれません。

      大変参考になりました。
      ありがとうございました。

      管理人

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