2014年07月01日

宇宙 目次

宇宙

太陽系 2014年5月1日
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/396026108.html

地球に近い恒星 2014年5月2日
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/396099140.html

銀河系
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/396332903.html

局部銀河群 2014年5月8日
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/396558459.html

おとめ座超銀河団 2014年5月12日
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/396873704.html

宇宙の大規模構造 2014年5月14日
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/397028818.html

ダークマターとダークエネルギー
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/397120690.html

マルチバース(Multiverse) 2014年5月16日
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/397197808.html

並行宇宙 2014年5月17日
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/397253656.html

宇宙の中の地球 2014年5月18日
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/397324842.html

元素の誕生 2014年6月30日
http://parvicelllungcancer.seesaa.net/article/400710382.html


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posted by SR400 at 17:26| Comment(0) | 宇宙 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2014年06月30日

元素の誕生 2014年6月30日

元素の誕生

↓周期表イメージ。図をクリックするとより詳細な周期表にジャンプする。

周期表イメージ 縮小.png

宇宙創生から30万年後、宇宙は晴れ上がり、元素として水素(75%)、ヘリウム(25%)、そして極々微量のリチウムが生成した。

やがて主系列星恒星で水素の核融合反応がはじまり、恒星内部で次のような順序で鉄までの元素が作られた。

1.水素燃焼反応
重力効果で1000万℃に達すると水素の核融合反応が始まる。
生成物はヘリウムである。

2.ヘリウム燃焼反応
燃料の水素が枯渇すると中心温度が上がり、ヘリウムを原料とした反応となる。

生成物は炭素と酸素。

太陽質量の3倍以下の恒星はヘリウムを燃焼し尽くすと反応は終わり白色矮星となる。


3.炭素燃焼反応
太陽質量の3倍以上の恒星では更に中心温度が上昇(3億度)すると炭素を燃料として核融合反応が起こる。

生成物は、酸素、ネオン、ナトリウム、マグネシウム、珪素など。

太陽質量の3〜8倍の恒星は、このあと超新星爆発を起こして寿命を終える。

4.酸素燃焼反応
太陽質量の8倍以上の恒星では更に温度が上昇(10億度)して酸素を原料とした核融合反応が始まる。

生成物はマグネシウム、珪素、リン、イオウなどである。

5.α過程と光分解反応

中心温度が30億度に達すると、α過程と光分解反応によって鉄までのその他の元素が作られる。


鉄より重い元素の生成

上記5の過程のあと、中心温度が100億度になると超新星爆発を起こし、恒星外層部は宇宙空間に飛散する。太陽質量の8〜30倍の恒星では爆発後中性子星が残り、30倍以上では爆発の後にはブラックホールが生成する。
このときr過程(鉄やそれより軽い元素と中性子が次々と反応してゆく過程)で鉄より重い元素が生成され宇宙空間に放出される。

このように水素、ヘリウム、リチウム以外の物質は恒星の誕生と消滅の過程で作られ、宇宙にばらまかれてゆく。

地球や地球上の生物は、宇宙の星くずから作られている。

いったいこんな仕組み誰が考えたんだろうか?

↓A photomosaic of Earth produced by NASA.
A photomosaic of Earth produced by NASA..jpg

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posted by SR400 at 19:25| Comment(0) | 宇宙 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2014年05月18日

宇宙の中の地球 2014年5月18日

宇宙の中の地球

もういちどおさらいに、画像だけをアップします。
この画像はWikiから拝借加工しました。


Earth-s.png



solar system-s.png




solar intersrellar neighborhood-s.png




milky way galaxy-s.png




local galactic group-s.png




Virgo Supercluster-s.png




Local Superclusters-s.png




Observable Universe-s.png




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posted by SR400 at 18:43| Comment(2) | 宇宙 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2014年05月17日

並行宇宙 2014年5月17日

並行宇宙

超ひも理論とは(1980年代に発展)
すべての素粒子を構成する究極の最小物質は超ひもであり、その大きさは10^(-35)m(プランク長)である。
閉じたひもや、開いたひも、ひもの振動数などによって様々な素粒子の形になる。

この超ひもを想定した場合、
・重力を含む四つの力を統合できる。
・一般相対性理論と量子論を統合できる。

超ひも理論では、この世界は10次元(9次元の空間+時間)となる。しかし我々の住む空間は4次元(3次元+時間)、
残りの6次元は我々の空間からは見ることが出来ない。

1990年代に入り、超ひも理論には5つのひも理論が出現。

究極の物質が5つもあるはずがない!

1995年E,ウィッテンは、この5つの超ひも理論を統合するM理論を考案した。Mはmembrance(膜)のMであり、M理論または膜理論とも呼ばれる。
M理論では超ひも理論の10次元よりもさらに1次元多い11次元(10次元の空間+時間)となる。

近年S・ホーキングはこのM理論を発展させ、ブレーンワールドという考えを提唱している。
それによると我々の宇宙は、11次元の時空の中を漂う3次元の空間であるという。

マルチバースの場合は、距離的・空間的に隔絶した無数の宇宙という考えだが、このブレーンワールドでは、我々の住む3次元空間と同じ位置に、別の複数の次元が存在することになる。
重力やダークマター、ダークエネルギーは、案外他の次元と相互作用を及ぼしている結果かも知れない。

このような我々の3次元空間と共存する複数の他次元世界のことを小生は並行宇宙と呼んでいる。

Edward Witten
Edward Witten.jpg

Lisa Randall
Lisa Randall.jpg

Stephen Hawking
Stephen Hawking.jpg

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posted by SR400 at 19:57| Comment(2) | 宇宙 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2014年05月16日

マルチバース(Multiverse) 2014年5月16日

マルチバース(Multiverse)

宇宙は英語でユニバース(Universe)と言います。最初のuniというのは一つのという意味なので、以前から宇宙はただ一つと思われてきたのでしょう。

ところが1980年代頃から、宇宙は我々の宇宙だけじゃないんじゃないかと考える宇宙物理学者が現れ始めました。そこでユニバース(Universe)にたいしてマルチバース(Multiverse)という言葉が生まれたわけです。日本語では多宇宙とでも呼ぶんでしょうか?

マルチバースの提唱で日本で有名なのは、インフレーション理論を提唱した佐藤勝彦氏(大学共同利用機関法人自然科学研究機構長)です。海外でも複数の宇宙物理学者がマルチバースを提唱しています。

マルチバースの生成原理には大きく二つあるようです。

一つは、我々の宇宙は無から生まれたという説です。
普通は無というと何もない状態ですが、物理学的には振動、いわゆる「ゆらぎ」のある状態のことをいいます。この「ゆらぎ」状態は、素粒子の生成と消滅が繰り返されています。その状態から「トンネル効果」で、突然宇宙が生れたと考えられています。無から宇宙が生成するのであれば、我々の宇宙以外にも生成してもおかしくない。宇宙は複数存在するに違いないというわけです。

もう一つはインフレーションの時には、複数個の宇宙が生成するという考えです。佐藤勝彦氏は、インフレーションの最初に親宇宙が生成し、親宇宙から小宇宙、小宇宙から孫宇宙が次々と誕生したと提唱しています。

from 生命誌ジャーナル 2007年夏号
生命誌ジャーナル 2007年夏号.jpg


以下にマルチバースに関する提唱サイトを紹介します。
最初の三件は佐藤勝彦氏によるもので、後の二件は海外の科学者によるものです。


https://www.wakusei.jp/meetings/fs/2009/2009-07-26/fs2009note.pdf
by 佐藤勝彦氏
宇宙の多重発生  
インフレーション期に宇宙が多重発生する (インフレーション開始の時刻が違う).
無限の宇宙 (multiverse) の可能性. 子宇宙はキノコ型ワームホール (アインシュタイン方程式の解の一つ). 元々母宇宙の一部 (子宇宙) が早く膨張し, ワームホールで子宇宙と母宇宙が繋っている, という描像 (壺中の天... みたいな).


http://www.kanazawa-it.ac.jp/rg/rg2009/rep2009/rep2.html
by 佐藤勝彦氏
マルチヴァースの考え方とそれを予言する科学理論

このように進歩してきた宇宙論は、宇宙は無数に創られると予言しています。最初に宇宙は無から創られるとお話ししました。無から創られるなら、宇宙は一つしか生まれないなどとは決して言えません。無の状態からはいくらでも宇宙は生まれるはずです。われわれの時空間とは関係のない別の時空間が生まれ、その中でもたくさん宇宙が生まれているはずです。しかしながら、無からの創生は、ミクロの世界の量子論と時空間を記述する相対性理論を合わせた量子重力理論が完成するまでは、まだ未完の予言です。でもこの理論、私はかなりのところまで進んできていると思っています。

そしてもう一つ。インフレーションですが、これは均質な膨張を遂げるとは限りません。場所によって膨張に歪みが生ずれば、そこで宇宙が分岐する現象が起きます。これも無限に宇宙が生まれることを予言しうるわけです。このインフレーションでの宇宙の創生は、相対性理論に基づいて予言される出来事です。もともとあった宇宙を母親の宇宙とすれば、宇宙の一部分が急激に膨張して、子どもの宇宙を創るということがわかります。母親の宇宙から見れば、それは何もないブラックホールにしか見えません。でもその中に入っていくとものすごく広い別の世界が広がっているわけです。そして子どもの宇宙でも同じようなことが起こり、孫宇宙が創られます。このようにして、インフレーションもまた無数の宇宙を創る可能性を持っているわけです。このようなことが明らかになり、最近では宇宙はユニヴァースではなくてマルチヴァースだと言われているわけです。


http://www.inamori-f.or.jp/press/ml/pdf/mailnews032.pdf
by 佐藤勝彦氏
さらに、インフレーション期には宇宙の多重発生が起こり、「母宇宙」からワームホールを通って「子宇宙」が無限に生まれるという理論も出てきました。この考え方を、宇宙「ユニバース(uni=ひとつ)」はひとつではなく無数にあるということで、「マルチバース」という言葉で表しています。
では、最初の「母宇宙」はどうして生まれるのでしょうか。粒子が、普通では超えられないポテンシャルエネルギーの壁をあたかもトンネルを潜るように通り抜けてしまう現象を「トンネル効果」といいます。宇宙の場合も、“無”から真空のエネルギーがトンネル効果によって噴出します。虚数の時間から実数の時間が始まる。これが量子宇宙論の描く宇宙
の創生です。


http://blog.livedoor.jp/dogon23/archives/29568716.html
別の宇宙が「永遠のインフレーション (eternal inflation)」と呼ばれている理論により生成される可能性がある。

「インフレーション」理論とは、宇宙がビッグバンのあとに急速に拡大したとする理論であるが、要するに、宇宙はまるで風船さながらに膨張していったとみなされている。

「永遠のインフレーション」理論は最初、米タフツ大学の宇宙論者であるAlexander Vilenkin氏によって提唱された。

この理論によっては、宇宙全体のなかでは、なかには膨張が止まるような部分があったり (これは「ポケット」と呼ばれている)、なかには膨張しつづける部分があったりして、これにより数多くの孤立させられた「泡宇宙」が生まれるということが示唆される。

したがって、インフレーションが終わり、数々の恒星や銀河が形成されるようになった私たちの宇宙は、空間の広大な「海」におけるちっぽけな「泡」のようなものであるとされる。

したがって、なかにはまだ膨張しつづけている泡も存在し、広大な「海」には私たちの泡に類似したような泡が他にも数多く含まれていると考えられる。

これら泡宇宙のいくらかにおいて、物理法則や基本的な物理定数は私たちの宇宙とは異なる可能性があるので、私たちの目からすれば奇妙な場所に映るような他の宇宙も存在しているにちがいない。


http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20140319002
「インフレーションが起こればマルチバースが生まれることを、ほとんどのモデルが示している」と、スタンフ ォード大学の物理学者で、宇宙インフレーション理論の提唱者の1人であるアンドレイ・リンデ(Andrei Linde)氏は述べる。南極にあるBICEP2望遠鏡を用いた天体物理学チームによる重力波の初観測は、米国時間3月 17日にハーバード・スミソニアン天体物理学センターにおいて発表され、リンデ氏も会場で発言した。

from ナショナルジオグラフィック ニュース (ART BY MOONRUNNER DESIGN)
ナショナルジオグラフィック ニュース ART BY MOONRUNNER DESIGN.jpg

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posted by SR400 at 22:23| Comment(0) | 宇宙 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2014年05月15日

ダークマターとダークエネルギー

ダークマターとダークエネルギー

主にウィキペディアから引用。

ダークマターとダークエネルギー.png

宇宙は我々が観測できる4.9%の通常物質以外に、未だ未検出の26.8%のダークマター(暗黒物質)、さらには68.3%に上る正体不明のダークエネルギーで構成されています。
ダークエネルギーはE=mc^2で質量換算したもの。

1.観測できる物質 4.9%
宇宙全体の中で圧倒的に多いのが水素とヘリウムです。
地球では、他の元素がたくさん存在するのですが、宇宙のなかでは、珪素、酸素、鉄、アルミニウムなどは微々たる量になってしまいます。

2.ダークマター(暗黒物質)26.8%
いまの科学技術では観測できない物質です。正体が不明なので、ダークマター(暗黒物質)と呼んでいます。

1)存在根拠
@銀河の回転曲線問題
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%8A%80%E6%B2%B3%E3%81%AE%E5%9B%9E%E8%BB%A2%E6%9B%B2%E7%B7%9A%E5%95%8F%E9%A1%8C
分光観測によって銀河の回転曲線(銀河中心からの半径に対して各位置での回転速度の大きさをプロットした曲線)を求めてみると、その銀河の「目に見える」(電磁波を放射・吸収している)物質分布から想定される回転速度とは大きく異なり、銀河のかなり周縁部でも回転速度が低下せず、平坦な速度分布をしていることが分かる。

銀河の回転曲線問題.png

これは、現在知られている通常の物質(バリオン)とは異なり、光を出さずに質量エネルギーのみを持つ未知の物質が銀河の質量の大半を占めていると仮定する事で説明される。この未知の物質を暗黒物質(ダークマター)と呼び、その正体について研究が続けられている。

A重力レンズ効果
暗黒物質が存在するとその質量により光が曲げられ、背後にある銀河などの形が歪んで見える重力レンズ効果が起こる。銀河の形の歪みから重力レンズ効果の度合いを調べ、そこから暗黒物質の3次元的空間分布を測定することに日米欧の国際研究チームが初めて成功したことが2007年1月に科学誌『ネイチャー』に発表された。

2)ダークマターの候補
@WIMP (weakly interacting massive particles)
ニュートリノ・・・量的に足らない
ニュートラリーノ・・・未発見の素粒子


AMACHO (マッチョ、Massive Compact Halo Object)
電磁波を放出してはいるものの、暗すぎて現在の観測能力では検出できないとされる暗黒物質の候補のこと
褐色矮星、惑星、中性子星、白色矮星、ブラックホールなど

候補は挙がっているがいずれも実証されていない。


3.ダークエネルギー 68.3%
1)存在根拠
宇宙は銀河の引き合う重力に打ち勝って膨張を続けている。
宇宙創生の急速膨張インフレーションのあと、減速膨張を続けていたが、66.2億年前に加速膨張に転じた。
この重力に逆らって膨張を引き起こすエネルギーをダークエネルギーと名付けた。

2)ダークエネルギーの候補
ダークエネルギーの真の正体は現状ではほぼ推測の対象にすぎない。ダークエネルギーは一般相対論の宇宙定数 (Λ) で表される真空のエネルギーではないか、と考える人々も多く、実際、これはダークエネルギーに対する最も単純な説明である。宇宙定数は、時間や宇宙膨張によらず宇宙全体に存在する一様密度のダークエネルギーと解釈できるからである。

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posted by SR400 at 22:01| Comment(0) | 宇宙 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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