脳トレ宇宙論 第31話 宇宙はどこから来てどこへ行くのか

脳トレ宇宙論　第31話　宇宙は どこから来て どこへ行くのか

宇宙論パースペクティブ　―　宇宙進化の軌跡と未来

（アンドロメダ星雲）

人間はなぜ宇宙に魅かれるのか。宇宙は学問、芸術、社会、意識・・・など、人類の活動全般について何を如何に変えてきたのか。

人類は遠い昔から空を見上げ宇宙について考えてきている。宇宙は無限に広がっているのか、宇宙は無限か有限か。宇宙はどんな構造か。宇宙はどんな形か。宇宙はどのように膨張しているのか。ビッグバンの前に何があったのか。再びビッグバンが起きるのか。・・・

現在宇宙について何が分かっているのか、何が分かっていないのか。

２０世紀の後半から量子力学　素粒子物理学　天体物理学　原子核物理学　現代宇宙論　量子重力理論　電波天文学　天文観測機械の技術進歩　飛翔体観測　計算機械技術などの急速に発展した宇宙科学は、ビッグバン理論や多宇宙論、ブラックホールや暗黒物質の理論など、さまざまな発想や考え方によって非常に華々しい進展を遂げつつある。私たちの宇宙は１３８億年前に誕生して、現在まで膨張しつづけてきた、「進化する宇宙」だと言われている。この宇宙進化の過程のどこかで銀河が生まれ、さらに太陽系が生まれ、そして地球上に生命が誕生し、最後にとうとう意識をもち、いろいろなことを考え、それを伝えあって知識や科学理論を蓄積し、発展させる生命、つまり人間が生まれた。

ここでは大雑把に歴史的進展を見ながら、見てみよう。

物理学・天文学の歴史のあらまし

270BC頃　地球の大きさの測定エラトステネス（ギリシア）

129BC 「ヒッパルコス星表」の完成ヒッパルコス（ギリシア）

1543 「天体（球）回転論」発刊，地動説の提唱コペルニクス（ポーランド）

1609-10　天体望遠鏡による諸発見（ガリレオ衛星，月面模様，天の川の正体，太陽の自転など）ガリレオ（伊），ファブリチウス（独）ほか

1609-19 惑星運動の法則の発表　ケプラー（独）

1610 「星界からの報告」出版　ガリレオ（伊）

1668 反射望遠鏡の製作　ニュートン（英）

1672 太陽視差の測定　カッシニ（伊）

1678 光の波動説の提唱　ホイヘンス（蘭）

1687 ニュートン『プリンキピア』（万有引力の法則、運動の３法則）
1704 光の粒子説の提唱　ニュートン（英）

1718 恒星の固有運動の発見　ハレー（英）

1728 光行差の発見　ブラッドレー（英）

1755 島宇宙説と太陽系の星雲起源説の提唱　カント（独）

1783 太陽系の空間運動の測定　ハーシェル（英）

1785 宇宙（銀河系）の形と大きさの観測的決定　ハーシェル（英）

1796 太陽系の星雲起源説の提唱　ラプラス（仏）

1838-39 恒星の年周視差の測定 ベッセル（独）,ヘンダーソン（英）,ストルーヴェ（露）

1842 恒星のドップラー効果の予測　ドップラー（オーストリア）

1850頃 天体写真術の確立　ボンド（米），ド・ラ・リュー（英）

1856  恒星の光度－等級関係の定義　ポグソン（英）

1869　元素の周期表(メンデレーエフ)

1886　ラジオ波の検出(ヘルツ)

1887  マイケルソン-モ－リーの実験　マイケルソン（米），モーリー（米）

1890  天体の視線速度（ドップラー効果）の測定　フォーゲル（独），シャイナー（独），キーラー（米）1901 恒星スペクトルのハーバード分類　キャノン（米），ピッカリング（米）

1895　Ｘ線の発見(レントゲン)　
1896　ウラン放射能の発見(ベクレル)

1897　電子を発見(トムソン)
1898　ラジウム発見(キュリー夫妻)
1900　量子論(プランク)

1902  星間ガスの重力安定性理論　ジーンズ（英）

1903　原子崩壊説を提唱(ラザフォードとソッディ)
1905  巨星と矮星（星の区別）の発見　ヘルツシュプルング（デンマーク）

1904　原子模型の理論を発表(長岡半太郎)
1905  特殊相対性理論の提唱　アインシュタイン（独，スイス）

1905  光量子仮説（光の粒子性） アインシュタイン（独，スイス）

1911　原子構造についての研究(ラザフォード、ボーア)
1911-12 宇宙線の発見　ヘス（オーストリア）

1913　原子構造の量子論(ボーア)
1914  恒星のスペクトル型と絶対等級の関係（H-R図）の出版　ラッセル（米）

1915-16 一般相対性理論の提唱　アインシュタイン（独）

1919　原子核崩壊の実験(ラザフォード)

1920-21 干渉計による恒星直径の実測　アンダーソン（米），マイケルソン（米），ピース（米）

1923　コンプトン効果の発見(コンプトン)
1924  物質波の概念の提唱　ド・ブロイ（仏）

1924  恒星の質量-光度関係　エディントン（英）

1924  渦巻星雲の正体の解明（セファイド変光星の発見） ハッブル（米）

1925　量子力学の創始(ド・ブロイ)

1927  銀河系の回転の観測オールト（蘭），リンドブラッド（スウェーデン）

1929  銀河の速度-距離関係の発見　ハッブル（米）

1930  冥王星の発見　トンボー（米）

1930　サイクロトロンの建設(ローレンス、リビングストン)
1931  チャンドラセカール限界質量の提示　チャンドラセカール（インド，米）

1931  宇宙電波の発見　ジャンスキー（米）

1932　陽電子の発見(アンダーソン)
1932　中性子の発見(チャドウィック)
1934  超新星の性質の解明　バーデ（米），ツヴィッキー（米）

1934-35 中性子星の理論的予測 バーデ（米）,ツヴィッキー（米）,エディントン（英）

1935　中間子理論(湯川秀樹)
1937　中間子の発見(アンダーソン、ネッダーマイヤー)
1938　ウランの核分裂の発見(ハーン、シュトラスマン)

1939  恒星質量ブラックホールの理論的予測　オッペンハイマー（米），ヴォルコフ（米），スナイダー（米）

1939　核反応による星の熱源の説明(ベーテ)
1942　核の連鎖反応(フェルミ)
1945　原子爆弾(米国）
1946  ビッグバン理論　ガモフ（ロシア，米）

1957  最初の人工衛星スプートニク1号（ソ連）

1961-63 クエーサー（準恒星状電波源）の発見　シュミット（米），マシューズ（米），サンデイジ（米）

1962  Ｘ線星の発見　ジァッコーニ（米）,ガースキー（米），パオリーニ（米），ロッシ（米）

1964　クォーク理論の提唱(ゲルマンら)
1965  宇宙マイクロ波背景放射の予言　ディッケ（米），ピーブルス（米），ロール（米），ウィルキンソン（米）

1965  宇宙マイクロ波背景放射の発見　ペンジァス（米），ウィルソン（米）

1967  パルサー（中性子星）の発見　ベル（英），ヒュウイッシュ（英）ほか

1967  電弱統一理論　ワインバーグ（米），サラム（パキスタン），グラショー

1969  人類の月面到達（アポロ11号） （米）

1971-72 確かなブラックホール候補（Cyg X-１）の同定　小田　稔（日），ウェブスター（英），プリングル（英）ほか多数

1973  ガンマ線バーストの発見　クレバサデル（米）,ストロング（米）,オルソン（米）

1975  連星系をなすパルサーの発見　ハルス（米），テイラー（米）

1987  超新星1987Aからのニュートリノ検出　小柴昌俊・カミオカンデ・グループ（日）

1998  銀河系中心にブラックホールが存在する証拠　ゲッツ（米），クライン（米），モリス，ベックリン（米）

1998-99 宇宙の加速膨張の発見　パールムッター（米）ほかSCPチーム，シュミット（豪），リース（米）ほかHizSSチーム

2000  すばる望遠鏡運用開始（日）

2001  ハッブル定数の高精度決定　フリードマン（米）ほかハッブル宇宙望遠鏡キープロジェクトチーム

2003  宇宙論パラメータの精密決定　スパーゲル（米）ほかダブリューマップ（WMAP）衛星チーム

2016  ブラックホール連星合体時の重力波の観測　LIGOチーム（米）

・・・

以上100弱の項目を示したが、この他の成果もこれらの数十倍から数百倍あるいはそれ以上であろう。宇宙科学も多くの数知れない人類の英知と精密な実験、観測を営々として積み上げてきた成果である。今後将来にわたってこれらをさらに読み解き、さらなる進展を期待し、希望が膨らむ。かくして我々人類の実りある豊かな無限の未来がある。

　

　　

我々は何者か？

　　　　

ＥＴＩは本当にいるのか？