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第３回 銀河系と宇宙の広がり
山﨑孝治：[email protected]
• 天の川（milky way）とは何か？
2000億個の恒星の集まり
われらが銀河系
「新地学図表」 (146) より
銀河系の構造
銀河系は半径5万光年。太陽は銀河中心から28,000光年の「オリオンの
腕」とよばれる渦巻の腕にある。約220 km/s で公転している。
円盤部と中心核には若い恒星が多い。
バルジとハローには老いた恒星が多い。
「新地学図表」 (146) より
いろいろな銀河 （天の川銀河以外）
「新地学図表」 (147) より
「新地学図表」 (147) より
銀河は群れる（銀河群：3個～数10個）
我々の銀河系も大マゼラン雲・小マゼラン雲・アンドロメダ銀河など３０個で
銀河群を形成している。これを局所銀河群という。
「新地学図表」 (148) より
銀河団（数百～数千個の銀河の集団）
銀河群や銀河団が集まって1億光年を越える構造を作る  超銀河団
「新地学図表」 (148) より
宇宙にはさらに大きな構造がある（泡構造）
「新地学図表」 (148) より
宇宙には階層構造がある
大規模構造ー超銀河団ー銀河団・群ー銀河
「新しい高校地学の教科書」より
遠方の銀河の距離を知る一方法
セファイドでは、変光周期と絶対等級（本当の明るさ）との間に関係がある。
周期がわかると絶対等級がわかる。絶対等級とみかけの等級から遠方の星
（それを含む銀河）までの距離がわかる。
「新地学図表」 (143) より
ドップラー効果：音源・観測者が動くとき
近づくと波長が短く（音は高く）、
遠ざかると波長は長く（音は低く）なる
救急車の原理
光の場合、波長が短くなるとは青く
なること。波長が長くなるとは赤く
なること
ウィキペディア より
光のドップラー効果＝(赤方)偏移
吸収線の波長は原子によって決まった値。
吸収線の位置が、赤い方向にずれる（赤方偏移）するので、
遠ざかっているとわかる
「新地学図表」 (149) より
ハッブルの法則：宇宙は膨張している
宇宙の年齢は１３７億年
「新地学図表」 (149) より
ハッブルの法則：宇宙は膨張している
遠くの銀河ほど後退速度が速い。
逆算すると宇宙の年齢がわかる。
尤もらしい推定値は１３７億年
「新しい高校地学の教科書」より
宇宙は本当に膨張しているのか
宇宙はどんどん薄まる？？
宇宙の始まりがある？？
ビッグバン宇宙 vs 定常宇宙 大論争！
「新しい高校地学の教科書」より
ビッグバンの名残：３Ｋ宇宙背景放射
ＢＢ理論からも温度がわかると宇宙の年齢がわかる
「新地学図表」 (149) より
宇宙マイクロ波背景放射（３Ｋ放射）
• ガモフらによって1940年代に
予言。
• 1964年、ベル研のペンジア
スとウィルソンのアンテナの
雑音を減らす研究中に偶然
発見。
1978年にノーベル賞受賞
（ビッグバンモデル（膨張宇
宙モデル）の決定的証拠を
発見したので）
「宇宙創成」より
宇宙の始まりの最新理論：インフレーション理論
「新しい高校地学の教科書」より
宇宙の誕生から現在まで
「新地学図表」 (0 表紙の裏) より
「新地学図表」 (0 表紙の裏) より
宇宙の誕生から現在まで
「新地学図表」より
宇宙の誕生から現在まで
「新地学図表」より
宇宙の誕生から現在まで
「新地学図表」より
宇宙の誕生から現在まで
• まだまだ、謎が多い。
ダークマタ―（暗黒物質）、ダークエネルギー
「新地学図表」より
• 宇宙の年齢は？
ア） 46億年
イ） 137億年
ウ） １兆年
エ） 無限大（始まりはない）
• 将来、宇宙はどうなるの？