科学概論

科学概論
2005年1月13日
酒居敬一([email protected])
http://www.info.kochi-tech.ac.jp/k1sakai/Lecture/N2004/
赤方偏移
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銀河の分光写真から偏移を測定
1912年バーシバル・ローウェルら
 多くの銀河が赤方偏移を示した
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波長の長いほうへスペクトルがずれる
ドップラーシフト
 ある速度を持って相手が遠ざかっている

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遠くの銀河ほど赤方偏移が大きい
遠くの銀河ほど速く遠ざかっている
 1929年ハッブルが発見した→ハッブルの法則
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スペクトル
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連続スペクトル

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黒体放射（太陽、白熱電灯)
線スペクトル
電子の軌道はとびとびに存在する
 軌道の遷移により光を吸収・放出する
 このときの波長は遷移したエネルギーに相当
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基底状態を n=1 として、
n = 1と n’(> 1) で遷移するものをライマン系列
n = 2と n’(> 2) で遷移するものをバルマー系列
n = 3と n’(> 3) で遷移するものをパッシェン系列
ハッブルの法則
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距離と速度の関係→ハッブル定数
１M[パーセク]あたりおよそ70[km/秒]
 ハッブル望遠鏡による観測で求められた
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• 教科書１５６ページ、１８６ページ
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３K(マイクロ波)の背景放射
宇宙のあらゆる方向で観測できる
 開闢のころの宇宙が見えているとされる
 約１５０億年かけて移動した光

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ビッグバン宇宙論を証明する1つの証拠
ビッグバン宇宙
ガモフによるビッグバン宇宙創成理論
 ３Kの背景放射は一様に分布する
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どこにも中心がない、ということ
 1点(= 中心)から始まることができない矛盾

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宇宙開闢のごく初期に急激な加速膨張が
あったとすると説明がつく
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インフレーション宇宙
インフレーション理論
宇宙の始まり
→ 特異点
 インフレーション
→ 宇宙の創造
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※図は模式的に書いてある
[http://spaceinfo.jaxa.jp/note/kagaku/j/kag03_j.html より]
宇宙を支配する４つの力
•万有引力
•無限遠まで及ぶ
•中性子を自然崩壊させる
•10-17 [m]まで力が及ぶ
•荷電粒子にはたらく
•無限遠まで及ぶ
•クォークを結びつける
•10-14 [m]まで力が及ぶ
[http://spaceinfo.jaxa.jp/note/kagaku/j/kag04_j.htmlより]
統一理論
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1967年、スティーブン・ワインバーグとアブダス・サラム
電磁気力と弱い力を統一できるとした「電弱統一理論」を完成
ジョン・シャワルツらによる「超ひも理論」
物質の最小構成要素は素粒子ではなく振動する短いひも(10-36[m])
宇宙は10次元時空
我々の４次元時空は、超ひもの中に閉じこめられている
４つの力も統合され、特異点の存在も矛盾なく解決
[http://spaceinfo.jaxa.jp/note/kagaku/j/kag04_j.htmlより]

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