恒星と太陽と植物と

世界が歪んで見えた。
とてもとても歪んで。
それでもなんとか生きて帰ることができた。


今日は粉のような雨が降っていた。
大学から帰るとき、原付に乗り、しばらくすると世界が大きく歪み始めた。

あたりは真っ暗で、信号やネオンが光ったり消えたり。
それを濡れたヘルメットのシールド越しに見ると、気持ち悪いぐらいに歪んで見える。

粉雨特有の歪み方だ。
雨滴を手で払うと連続的な歪みになり、拭かないでいると曇りガラス越しのように光がシールド一面に広がって前が見えなくなる。

台風の時は雨滴が激しくシールドにぶつかるので、意外と視界は良好だ。
シールドを埋め尽くすような粉っぽい雨こそ、運転には一番厄介なんだと思う。


つい先日、
村上春樹の「ノルウェイの森」を読み終えた。
この本は以前の大学の大学祭で、上下巻セット100円の叩き売りをしてたので思わず買ってしまった。

普段小説なんてほとんど読まないので、結局今まで段ボール箱の中に埋もれていた。
最近になって、物語が読みたくなるという衝動が起きた。
実用書や教科書的な本ばかりを読んでいたからだ。
それでその本を見つけ、毎夜少しずつ読んだ。

読み終えて、
「なんて残酷な運命の恋愛小説なんだ」
というのが率直な感想。

恐ろしくも悲しい物語だった。
ただ一つ希望があったのは主人公が最後まで生きていたことくらい。

悲しすぎる。
もし自分が夢遊病患者で、悲しみだけで体が動いてしまったら、この本を読み終えた夜には二階から飛び降りていたかもしれない。

精神的に参っている人が読んだらダメな本だ。

でも、この物語の世界はごく自然なもののように感じた。
悪意に満ちた世界ではなかった。

ただ、あることがきっかけで登場人物のこころのレンズ的なものが歪んでしまった。
悲しい物語だった。



ついこの前も悲しい物語を観た。
戦争、人種差別、階級社会のある世界。
そんな歪んでしまった世界を変えようと青年が奮闘した物語。

自らが魔王に登りつめ、この世の憎しみを自分に集中させ、
その憎しみとともに自分を葬る物語。

魔王になるには、大事な人までも犠牲になっていった。
それでも人々の業を背負って、心が押し潰されることも許されず。。。
新番組もまた戦争と憎しみを生んでしまう歪みを正そうという物語が始まるらしい。

ハッピーエンドの物語が読みたい。
何かいいものがあったら教えてください。



世界の歪み。
貧富の差、自然資源の差、発展の差、増え続ける軍事費、国によって土地によっていろんな密度の差がある。

歪みや差を完全になくして平らにすることは事実上不可能だ。

宇宙初期には物質の密度揺らぎがあったからこそ星が生まれ、惑星も生まれた。
固体惑星では大陸の衝突によりあっという間に山が形成され、
長い長い年月をかけて山が風雨によって削られ、均されていく。

自然界において大きな歪みを作るのは一瞬でも、その歪みを均すのにはとても時間がかかる。
人間は自然の流れの中に生きるものなのか。
いや、もうすでにその時間スケールを打ち破ってしまった生き物なのか。
だから、CO2が自然の増加スピードを越えてしまっているのか。

歪みはいったいどういう時間スケールで発展しているのか。
改善できる見込みはあるのか。

早めに気づいて対処できなかったのかと不思議に思う歪みだってある。
事故米流通を野放しにしてきたお役所の歪み。
サブプライム金融商品の格付けに翻弄された金融市場の歪み。
中国からの大量の毒物混入事件の情報開示にもたもたする政府の歪み。

これらの歪みと地震直前に発生する地盤の歪みは、
どっちのほうが検知しやすいのか。。。


眼球の凸レンズに凹レンズを上手く組み合わせれば眼鏡になるように、
また、歪んだ光の波面の逆パターンを鏡面につくり出す望遠鏡の「adaptive optics」のように、
歪んだものにはその歪みを利用したり補正できる可能性を秘めている。

そんな可能性に少しでも気づけるようになりたいものだ。
ま、とにかく、まずは散歩から始めよう(^-^)

・昨夜、大学の建物の中で、イカツイお兄さんが金属バットを持って歩いてくるところをエレベーターホールですれ違った。一瞬、「まさか」と焦ったが何事もなくやり過ごせたので、あの人は単に素振りの練習をするところだったのかな。

・昨夜、ようやく毛布を出して寝た。悶えるくらいに毛布の温かさが気持ちよかった。夜はめっきり寒くなってしまった。

・横断歩道を一輪車で横断する小学生がいた。なかなか勇気があるな、と思った。

・相変わらず就職案内のダイレクトメールが届く。今度は「年俸560万円」と書いてあった。いったい初年度からどんだけしごかれるのか。。。そんなにお金が欲しければ最初から外資系のコンサルにでも行けばいいじゃないか、と思う。

・最近たくさん歩くようにした。ウォーキングは体にいいということはよく言われるので。一時間くらいスタスタと、普通の歩く速さと競歩の速さを足して２で割ったくらいの速さで、音楽を聞きながら今まで行ったことのないところを開拓していく。だいたい大学から上野公園を大きく一周すると一時間くらいになる。[コースはこんな感じ。] ただ、いつも暗くなってから歩きに行くので、電灯が少なく、浮浪者が寝転げていたりしている上野公園は少し奇妙な空気だ。今日みたいな休日の昼に行けば雰囲気は全然違うんだろうね。行ってみようかな〜。

原付に乗っていると、いろんな街路樹を見かける。
ケヤキであったり、イチョウであったり。

その中で見てて「きれいだな〜」と思う樹は『すずかけの木(プラタナス)』。
この木の一種は樹皮が所々はがれ落ちる。




まさにパッチワークのような樹皮。
町の中の迷彩柄。

良い色のをみかけると、つい視線が。。。

最近は虫の音がよく聞こえるようになった。
今日は少し暑かったせいか？、大学ではセミがまだ鳴いていた。


今夜は家に帰ると、
「ツヅレサセコオロギ」と｢ミツカドコオロギ｣が、
窓の外からよく聞こえる。


いつものエンマコオロギとスズムシは今夜はいないみたい。


こんな都会の家と家の狭い間でもちゃんと生きているんだ。


→虫の音サイト１
→虫の音サイト２

秋の七草の一、ナデシコ。


(写真はWikipediaより。)



この前、散歩がてらに近くのホームセンターに寄ってみた。

もちろんお目当てはガーデニングコーナー。
売り物をしげしげと鑑賞していた。
そこで秋の七草の一つ、ナデシコがあった。

おそらくカワラナデシコ。
この種を意識してから、初めて間近で鑑賞。

なんとなく、拍子抜けの感じ。
花は小さく、それに比べて背丈が大きかったのでバランスがちょっと変だった。
せっかくの特徴的な"あの花弁"があまり映えていない。



先日、
大学生協で「山と渓谷社」の割引セールを見つけた。

この出版社は花の図鑑が揃っていて以前から他の書店で立ち読みを重ねていた。
その中で「高山植物」という本がある。

高山植物 (新装版山溪フィールドブックス) (2006/12) 木原 浩 商品詳細を見る

「ナデシコ科」を開いてみると、

あった、

『高嶺撫子：タカネナデシコ』。


高山の厳しい環境に適応してか、
徒長を抑制して背丈は低く、
自分をアピールするかのように花弁も大きめで、赤紫色も濃い。


実物を見ればきっと、
カワラナデシコとは比べ物にならないくらい圧倒的な印象、
なのだろう。



ちなみに、
今使っている自分のノートパソコンの壁紙はカワラナデシコの写真。

5年ほど前に、綺麗な花だな、としか思ってなくて採用。
タカネナデシコにしようとも思ったが見飽きてしまっては残念なのでそれはやめた。
今でもこれ以外の写真にする気持ちはない。


いつか、
間近で見てみたいものだな〜。

●銀河と恒星：2

“銀河の中の光と闇”

夜空は暗い。
遠くに光るのは太陽以外の恒星。

恒星と恒星の間にとても距離があり、またその間の空間にはガス雲やチリが少ない。
星一点の光は強くても光の散乱がないので太陽近くの星間空間は暗闇に包まれている。

一方、
ガスやチリに恵まれている領域では先ほどとは逆に恒星から反射された光で明るい世界となっている。オリオン座大星雲は、空気の澄んだ場所の晴れた夜にはオリオンベルト(三ツ星)の下側にうっすらと肉眼でも見える。

[オリオン座大星雲とその位置]
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%AA%E3%82%AA%E3%83%B3%E5%A4%A7%E6%98%9F%E9%9B%B2
[わし星雲]
http://www.aritearu.com/pic/HubbleM16Full.jpg

星は大きなガスの雲の中で、そのガスが収縮して形成される。
だから生まれたては雲に包まれているが、徐々に周囲の雲を自らの光と「恒星風」で散らしていく。
特に雲の密度の高い場所は大質量星が生まれやすい場所であり、温度が高くて青っぽく明るい領域となる。

[星の誕生：http://www.aritearu.com/pic/HubbleM16WF2.jpg]


初期宇宙の銀河では星形成が盛んに起きた時期があるとされ、規模の大きなものは「スターバースト：爆発的星形成」という。

[銀河内の活発な星形成]
その一（想像図）：http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2003/32/image/a/
その二（写真）：http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2004/06/image/a/

また、自らが放出したガスを自らが光らせている場合がある。
それが超新星の残骸や、星の最後にガスを放出してできる「惑星状星雲」。
こちらは星の終焉にあたり、「宇宙の花火」のようである。

[惑星状星雲]
ネコ眼：http://hubblesite.org/gallery/album/nebula_collection/pr2004027a/
エスキモー：http://hubblesite.org/gallery/album/nebula_collection/pr2000007a/
砂時計：http://hubblesite.org/gallery/album/nebula_collection/pr1996007a/


他の銀河を見ると腕の部分は特に光に包まれている。
腕の部分では雲の密度が高く、それゆえ先に述べたようにそこで形成された若い星の青い光と、そのまわりにあるガスやチリの雲から反射した光で明るく見える。
[アンドロメダ銀河の拡大写真：http://www.naoj.org/Information/Download/DImage/img/Andromeda_800.jpg]



また、
銀河の中には『星団』と呼ばれる星の集まりがある。
下の写真のとおり、まるで宇宙の中のダイアモンド鉱脈のように綺麗。

[球状星団]
その一（これ全部、星。200万くらいあるそうだ。）：
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/star%20cluster/2008/14/image/a/
その二：
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2003/21/image/a/
その三（拡大版。まばゆし。）：
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/star%20cluster/2006/37/image/a/

前節で述べたように星と星との距離は一般的に遠いため、星がだんだんと集まりだすということは考えにくい。ということは、これらの星は同じゆりかご(巨大ガス雲)で生まれた可能性が高い。



「銀河と宇宙」につづく。

最近の変わったこと、気付いたこと、などなど。


・桜の葉が散り始めた。

・枯れたはずのコリウスが、他の鉢から奇跡的に芽を出した。

・駐輪していた原付が倒されていて、ブレーキレバーが曲がった。

・いつも通っている歩道に「とまれ」の白文字が現れた。

・修論の締め切りを少し意識するようになった。

・「白髪で長髪」のおばあさんを見つけて、珍しく思った。くるくるパーマ以外の髪型はあまり見かけない。

・お隣さんが荷物をまとめていて、とうとう引っ越すのかと思ったが改修工事のための一時退去だった。

・原付のオイルを久々に交換したら、音と回転が重くなった。変える前は回転が軽くて調子が良いように思えたが、それはエンジンオイルの粘性がなくなっていたのだろう。あのままずっと走っていたらエンジンの磨耗が進んでいたところだった。

・カバンの底にバナナの皮が残っていたこと。何が蓄積しているか分かったもんじゃないので、たまにはカバンの中身を全て取り出して掃除しておかなくては。

・家のノートパソコンでLANケーブルをつなぐところの接触が悪くなって、たまにプツンとネットが切れるようになった。

・アプリケーションの処理に耐えられなくなってノートパソコンが高熱になり、ブレーカーが落ちたように電源が突然切れるようになった。。。

・弟の来年の大学受験での第一志望は実力とかけ離れていることに気づいた。いろいろと原因はあったが、最近の模試の結果には目も当てられない状況だったので、結局、自分が勉強を教えることに。弟には自力で頑張ってほしかったが、家庭の事情でそうもいかなくなってしまったことが残念。

・ジャイアントパンダの赤ちゃんの小ささにびっくり。

・自民党総裁選に5人も名乗り出て、テレビを賑わせている。70歳のご年配の方は見ていてこちらがつらく感じる。以前の党首選も麻生氏がいたのに福田氏が選ばれた。間接選挙はこわい。。。一方の民主党の党首選は候補者が一人しか出なく、無投票で決まってしまうという事態。あの党首がこわい。。。政治はこわい。。。

●銀河と恒星：1

“天の川銀河の中の星の数”

銀河中心に対して回転運動をしているということは、中心方向への引力と回転による遠心力が釣り合っているとすると、その回転周期と中心からの距離をもとにしてケプラーの法則から、太陽までの半径内にある銀河円盤の質量を求めることができる。
(高校物理の万有引力の問題)

太陽までの半径内の円盤質量は計算上において銀河中心一点に質量が集中していると考えてもいいということを用いると、円軌道、回転周期を2億年、半径を2キロパーセク(1パーセク=約20万AU)として、質量はおよそ1000億太陽質量と計算できる。
[天の川銀河の構造と大きさ：http://www.kahaku.go.jp/exhibitions/vm/resource/tenmon/space/galaxy/galaxy02.html]

統計的に質量が小さいほどその恒星の数が多いと仮定し、さらに太陽より外側の円盤にも星は存在するので、天の川銀河には大雑把に1000億個程度の星が集まっていることになる。
(ただし、ここではダークマターを無視している。詳しくは以降の節にて。)



“間隔の違い”

星どうしの衝突と銀河どうしの衝突ではどちらのほうが起こりやすいか。

星間距離について、太陽近傍の場合で計算してみる。
太陽近傍では、半径5pc以内にだいたい40個の星とする。

とすると、星の空間個数密度はだいたい0.1[個/立方pc]。
恒星一つあたりの平均占有体積の一辺の長さはその逆数の三分の一乗であり、約2pc。
これを太陽の直径で割ると、だいたい5千万となる。
つまり、恒星間の距離は太陽直径の『5千万倍』も広い。

一方、同じことを銀河で計算する。
私たちの銀河を含む局部銀河群で考えると、半径100万pc(1Mpc)内に8個の銀河があるとして計算する。
銀河の個数密度は2[個/立方Mpc]。
銀河一つあたりの平均占有体積の一辺の長さは、大雑把に1Mpc。

銀河の大きさとして天の川銀河の直径約0.03Mpcとすれば、
銀河間の距離は天の川銀河の大きさの『約30倍』。


桁だけ考えても、「恒星間平均距離と恒星の大きさの比：一千万倍」と「銀河間平均距離と銀河の大きさの比：10倍」の差は大きい。

恒星どうしや銀河のどうしの相対速度はもちろん関係するが、
恒星どうしよりも銀河どうしの衝突の方が確率は大きい。
とくに銀河の密度の高い銀河団などでは。

このことから、
銀河どうしが衝突してもその中の恒星どうしの衝突はそれほど起こらず、そのままとりこまれることになる。銀河衝突で衝突しやすいのはガス雲で、ガス雲どうしの衝突によって圧縮の引き金が引かれることにより、星が新たに一気に形成されると考えられている。

[銀河の衝突：http://www.kahaku.go.jp/exhibitions/vm/resource/tenmon/space/galaxy/galaxy06.html]




「銀河と恒星：2」につづく。

「iKnow!」というのは英語のリスニング、ディクテーション、単語あてクイズとかをレベル別に練習できるサイト。

ふと思い出してログインしてみると、
いつのまにかSNSみたいになっていた。
いろいろとセッティングして、
とりあえず、このブログをジャーナルに載せてみた。

英語の勉強にどうぞ。
学習コースの選択科目がけっこうあって、
「GRE」「GMAT」「SAT」「TOEFL」「TOEIC」「大学受験」「基礎英語」「旅行」
などがあります。

コース一覧

外国人のための日本語コースもできたみたい。


そこでの名前も[choron]です。

CERN始動を記念して、サイエンスフィクションのラジオドラマが作られているみたいです。
UKのラジオドラマのスピンオフ版らしい。

"so much could go wrong - it could open a gateway to a parallel dimension, or create a black hole - and now voices from the past are calling out to people and scientists have started to disappear... "

舞台はCERN。
高エネルギー加速器LHCの実験によって、パラレルワールドへのゲートが開いた模様。。。


長さは40分くらい。
英語の勉強にどうぞ。

下からダウンロード。
http://www.bbc.co.uk/radio4/bigbang/torchwood.shtml

●銀河

「銀河」とは、
恒星や惑星、分子雲、星間塵、ブラックホール、中性子星などの複合体である。
銀河の「腕」などが光って見えるのは、"たくさん"の恒星が光っているから。
（星の数については次節にて。）

銀河の種類で形が整っているものは大きく2種類に分けられる。
一つは「楕円銀河」、そしてもう一つは「渦巻銀河」。
また渦巻銀河は「渦巻銀河」と「棒(状)渦巻銀河」に分けられる。

(tuning fork)



上の分類の仕方は「音叉図」として知られていて、楕円銀河は左に行くほど球体に近く右に行くほど楕円体に近くなる。渦巻銀河は右に行くほど「腕」の巻きつきが緩まっている。
音叉図にあるように、「楕円銀河」と「渦巻銀河の腕」の色が異なる。
これは赤い側の色の方が年老いた恒星を多く含み、青い側の色の方が若い恒星を多く含んでいるからである。つまり、渦巻きの腕では星が頻繁に生まれていることになる。
(注意として、図中の銀河が時間が経つと隣の銀河の形に変わるというわけではない。)


渦巻銀河の形の特徴として、渦巻きの腕のある「円盤(disk)」と、中心の膨らんだ「バルジ(bulge)」があり、さらに円盤を取り巻くように球状に星やガスが散在している「ハロー(halo)」がある。ハローの星やガスも止まっているわけではなくバルジを中心にして軌道を描いている。

(渦巻銀河の構造)

[data from http://cass.ucsd.edu/public/tutorial/MW.html]

円盤内の星々の動きは平均的に、バルジを中心にして一定の方向に円または楕円軌道で回転している。図にあるように、太陽系は銀河中心から少しはなれたところにあり、回転速度から周期はだいたい2億年と計算されている。

それぞれの種類の銀河の生まれ方はまだ未解明なところが多い。
しかし、楕円銀河はある程度年老いた恒星が多く、さらに星の源となるガス雲が極端に少ないことから、かつてそこで星形成が一気に爆発的に起きたのではないかとされている。

また、銀河どうしが衝突している様子が観測され、その衝突の仕方からいろいろなシミュレーションが行われている。

渦巻銀河どうしが衝突合体すると、それぞれの銀河のガス雲が衝突し、一気に星が形成されて楕円銀河になる可能性も示唆されている。

渦巻銀河の腕の構造については次節にて。


一方、
楕円銀河の特徴は、特徴的な構造が見当たらないこと。
渦巻銀河とは異なり主要な一方向の回転が存在せず、内部の恒星は銀河の中心に対して三次元的にランダムな方向へ楕円運動している。
また、銀河団の中核となる銀河として巨大楕円銀河が存在することが多く、これは銀河合体によって巨大化した楕円銀河が作られたと考えることもできる。
(おとめ座銀河団の中心のM87)

音叉図にあるように、楕円銀河と渦巻銀河のバルジの色が似ている。実際に渦巻銀河のバルジの星と楕円銀河の星の特徴が似ている。


[銀河の写真例]
Sombrero Galaxy
http://hubblesite.org/gallery/album/entire_collection/pr2003028a/

Whirlpool Galaxy
http://hubblesite.org/gallery/album/entire_collection/pr2005012a/

Whirlpool Galaxy：拡大図
http://hubblesite.org/gallery/album/galaxy_collection/pr2001010a/

Barred Spiral Galaxy
http://hubblesite.org/gallery/album/entire_collection/pr2005001a/

銀河衝突
http://www.kahaku.go.jp/exhibitions/vm/resource/tenmon/space/galaxy/ph_06_1_9734AW.html

ハッブル宇宙望遠鏡で捕らえた超望遠の宇宙像
(十字に光っている星以外はすべて銀河。一辺が地球から見た満月の10分の1となる空の区画)
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Hubble_ultra_deep_field.jpg

天の川銀河"Our Galaxy"(想像図)
http://farm1.static.flickr.com/152/350298521_9697182fdc.jpg?v=0

お隣、アンドロメダ銀河
http://apod.nasa.gov/apod/image/0611/andromeda_gendler.jpg

(大マゼラン雲は天の川銀河の”お伴”の銀河)



「銀河と恒星」につづく。

むこうに行ったら車を買いたいと思っている。
こちらとは異なり、移動手段として電車に頼ることができなくなるから。

もちろんお金はそんなにないのでとりあえず中古の軽や中古で結構安くなっている日産ノートとかを。

キーレスエントリー、ABS、エアーバッグ(運転席＋助手席)、CD再生機、エアコン、パワーステアリング、パワーウィンドウはつけたい。(欲張り？)

安くて50〜60万くらいかな。

自動車は走る税金。
自動車取得税、自動車重量税、そして自動車税、おまけに揮発油税か。

初任給は税金や社会保険料などを引かれて15万前後。
やっぱりしんどいのかな〜。


取得価格が50万円以下なら自動車取得税はかからない。
　取得価格　=　新車時価格×0.9×年落ち係数
　取得税　　=　取得価格×5％

[新車時価格]／[取得価格50万円以下となる時期]
〜 99万円／1年半落ち
〜119万円／2年落ち
〜145万円／2年半落ち
〜175万円／3年落ち
〜212万円／3年半落ち
〜258万円／4年落ち
〜313万円／4年半落ち
〜380万円／5年落ち
〜459万円／5年半落ち
〜555万円／6年落ち

取得税免除で節約して2年〜2年半落ちを狙うか。。。
それにしても50万か〜。

う〜〜〜〜む。
あそこで車の有り無しは死活問題だからな〜。

乗り始めの人間にやさしい車種ってご存じないですか？
(^o^;)

LHCの解説特集がBBCにあった。
まるで宇宙コロニーでも作っているかのようにみえる。


http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7543089.stm


ターミネーター3の一場面に似たような加速器が出てきている。
http://pds.exblog.jp/pds/1/200711/26/25/f0154325_39412.jpg

http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7534862.stm


ところで、
「ターミネーター４」が作られているみたい。

[予告編]


次のターミネーターはシュワちゃん出ないんだっけ？

●「天文」(番外)

「天文学というと、どういったものが思い浮かぶ？」と聞くと、「占星術」や「星座」を調べたり、「望遠鏡」で星空を眺めいることが多いという答えが返ってくる。


たしかに、大昔には天文学というのは占星術としての意味合いが強かった。
「シリウスが夜空のあの位置に来るとナイル川の氾濫が近い」とか、超新星が輝きだしたときに吉凶を占ったりとか。

暦の計算や惑星の軌道などの研究が盛んになると、数学的な力が強くなっていった。
天体の軌道を解析するためか、それともたまたまか、数学の幾何学や微分積分学が同時期に発展していった。

分光学が発展したことで可視光だけの研究にとどまらず、いろいろな波長の光で研究することができるようになった。

そして望遠鏡の性能がよくなったことでより遠くの宇宙まで見通せるようになり、「宇宙とは何なのか」ということまで考えられるようになってきた。

ただ見るだけではとどまらず、「その天体は何なのか、原理はどうなっているのか？」ということで様々な物理学的解析が行われている。

つまり、現代の大学での天文学は「宇宙物理学」と言った方がより的確だということ。
だけれど一般的には「天文」的な活動というと夜空の天体写真を撮ることなどもさすので、結局空の上のことについて何かしらの勉強をすることを「天文学」と総称している。

また、空の上は全て天文学の範囲かというと、そうでもないことがある。
大学での研究では「地球惑星」と「天文」という大きなくくりがあり、太陽系をグレーゾーンとして太陽系外を天文の範囲、太陽系内を主に地球物理の範囲として大雑把に分けられている。

だから、例えば東北大学理学部では「宇宙地球物理学科」という名前の学科があり、その中で「天文学コース」と「地球物理学コース」と分けている。



では、「宇宙物理学」とはいったいどんなことを研究しているのかということになる。

先ほど述べたように、「分光」のおかげでいろいろな波長の観測ができるようになったことで、波長別に分けることができる。
例えば「電波天文学」「光赤外線天文学」「X線天文学」など。

また、研究対象の天体ごとに分けることもできる。
「太陽恒星系物理学」「銀河宇宙物理学」「星間物理学」「相対論的天体物理学」など。

物理状態やエネルギーで分類することも。
「高エネルギー天文学」「天体プラズマ物理学」

研究手法別にも。
「シミュレーション(計算)天文学」「観測天文学」「理論天体物理学」

天体の精確な運動、暦などを解析する、
「位置天文学」

天体の基本的な力学を扱う、
「天体力学」

宇宙の時空構造などを考える、
「宇宙物理学」「（相対論的）宇宙論」「観測宇宙論」「ビッグバン宇宙論」

望遠鏡などの機械的な手法についての、
「天体測定学」

最近開拓されてきた、
「ニュートリノ天文学」「重力波天文学」

などなどあり、授業では一番最後以外一通り履修するが、もちろん全てを理解しているわけではない。



詳細は、
大学院講義(総研大)：http://www.soken.ac.jp/student/study/pdf/tenmon.pdf
学部講義(東北大)：http://www.astr.tohoku.ac.jp/images/lectures_BC.PDF
学部講義(東大)：http://www.astron.s.u-tokyo.ac.jp/school/undergraduate/ug-20sum.html


ネット上に「講義資料」を公開していることが意外と多い。
例：
シミュレーション天文学：http://th.nao.ac.jp/~wada/note/
駒場学部生向け電波天文学：http://vsop.mtk.nao.ac.jp/~inoue/KogiNote/
宇宙論：http://www.a.phys.nagoya-u.ac.jp/~taka/lectures/cosmology/

●ブラックホールを包む光

ブラックホール自体からは光が出てくることはないが、
ブラックホールがあるところを観測すると、その周囲から光が発せられることが分かってきた。

ブラックホールがなぜ光を発するかというと、
これにも「重力エネルギーの解放」が関係する。

宇宙空間にブラックホールが一つだけしかなければ光ることはない。
(ただし、ブラックホールの蒸発効果は除く。)

しかし、まわりにガスや天体があると、それを重力で引っ張ってくることによって重力エネルギーがそのガスや天体の運動エネルギーに変換される。そうすると、それらの物質はブラックホールに吸い込まれる前に加速されたり摩擦熱で高温になったりして、光を発する。

ブラックホールはその強い重力から、引っ張り込んだ天体を（重力勾配によって）バラバラにし、それを自分の周囲に円盤状に降着させる。

この現象と、その質量の大きさをもとにして「見えないの天体」とされてきたブラックホールの最有力候補とされた天体例が「白鳥座X-1(CygX-1)」である。
(想像図：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%94%BB%E5%83%8F:Accretion_disk.jpg)


超新星由来のブラックホールの質量は高々太陽の数十倍程度まで。
しかしこの世（空の彼方はあの世?）には太陽の100万倍、1000万倍、さらにうえが10億倍以上の質量のブラックホールまで存在するとされている。

そんな巨大なブラックホールがあれば、目立たないことはない。
白鳥座X-1でさえX線を放出しているのだから、大質量ブラックホールの纏う光は相当すごいものではないのかと想像できる。

とすると、そんなものはとても目立つことになる。
実際にそんな大質量ブラックホールがあるとされているのが、銀河の中心である。

私たちの銀河「天の川銀河」の中心には「いて座A*(エー・スター)」という天体があり、その質量はおよそ太陽の370万倍と計算され、さらにその質量が太陽と地球との間の距離の120倍(120AU)の中の領域には存在するとされている。

ちなみに、太陽に一番近い隣の恒星「ケンタウルス座のα星」までの距離は4.4光年=約28万AUであることから、いて座A*の質量分布の異常さが分かる。


[ブラックホールの観測例]
その一：http://spaceinfo.jaxa.jp/ja/black_holes.html
その二：いて座A*　http://www.astroarts.jp/news/2005/10/25star_forming-sgrA/sgra.jpg
その三：いて座A*　http://www.astroarts.co.jp/news/2004/04/05sgr_a/index-j.shtml
その四：いて座A*　http://www.sci-museum.kita.osaka.jp/news/text/2002/a021020.html
その五：いて座A*周辺の星の動き(動画のダウンロード、見られなければ右クリック保存してから)　
http://www.eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2002/video/vid-02-02.mpg

全ての銀河の中心にブラックホールが存在するとは限らないが、中心にそのような天体を包み込む「銀河」とはいったいどのようなものなのか。



「銀河」につづく。

●ブラックホール：崩壊星(コラプサー)

ブラックホールというのはその名前が示すように、
光さえも空間（正確には時間も合わせた「時空」）の歪みの中に捕らえてしまう天体。

ブラックホールの理論的な生成法は、超莫大な質量を小さな領域に詰め込むことによって重力の強い時空を作ること。その重力の強さから時空に歪みが生じ、その歪みが光をも外に出させない時空の境界面(事象の地平面やシュヴァルツシルト面という)が生まれたものをブラックホールという。
地球の質量の場合では、だいたい一円玉くらいの領域に地球を全て押し込むとその大きさのブラックホールができるような質量と半径の関係になる。

（そういえば、そろそろ超ミニミニブラックホールの生成実験がヨーロッパの「CERN」で始まるそうだ。
あくまで自然界でも起こる現象を再現する実験なので、そのブラックホールが成長して地球を飲み込むことはないだろう。）

ニュートン力学では光は質量を持たないので、重力に引きつけられることはなく、光は直進する。
しかし、相対性理論では質量のようなエネルギーを持っているものは時空を歪ませてしまうということがアインシュタイン方程式などで示された。
つまり、光はまっすぐにしか進まないが、歪みの外にいる観測者から見ると、光線はその時空の曲がりに沿って進んでしまうので、結局曲がって見えてしまう。

これはガラス板を突き抜ける光線の屈折と似ていて、同じように重力が光を屈折させる現象を「重力レンズ効果」といい、そのレンズのような作用をする天体はAbellが有名。
（Abell2218：http://cosmos.phys.sci.ehime-u.ac.jp/~tani/Cosmos/PressRelease/lensing.html：二枚目の画像）


ちなみに、
日常で起こるガラスと空気の境界における光の屈折は、ガラスという媒質中での光の速度が空気中での速度よりも減少してしまうことが原因。（高校物理の「光の性質」で扱う内容）

一方重力レンズの場合は光の速度ではなく時間の刻みの変化が関係してくる。
相対性理論の「光速度不変の原理」によって、どの場所のどの人が測っても光の速度が同じとする。
しかし重力が強いところは時空が変化し、時間の進む速さが相対的に遅れてしまう。（「一秒」の物差しの長さが伸びてしまう。）
そうすると、光が一秒間に進む距離は同じなのに、重力が強いところは一秒という間隔がより長くなってしまうので、重力のかかっていないところと比べると光の進む速度が遅くなったように見える。
こうして、結果的にはガラスの屈折と同じ効果となる。


実際のブラックホール生成現象として、超新星爆発の際の鉄のコアの爆縮がある。
超新星爆発を起こす恒星は、太陽約30倍以上の質量のもの（中心核が２〜３太陽質量になるもの）であり、末期には核融合反応で中心に積み残された鉄やそれに近い元素でできた高密度の芯が存在する。

星が自分自身を潰れないように支えている力の源は核融合反応による圧力と高温ガス自身の圧力（縮退圧など）であるが、大質量星の末期では芯の部分で燃やすものがなくなり、自分を支えられるだけの核融合反応ができなくなっていく。

そしてあるとき星が自身の重力に耐えられなくなると、太陽の100倍以上に膨れた超巨星が数秒で一気に芯が星中心へ崩壊する「爆縮」が起こる。一方、超巨星の外層は反動で一気に飛び散り、これが「超新星爆発：スーパーノヴァ」である。この爆縮によっても「重力エネルギーの解放」が起こり、そのエネルギーは明るさでは銀河一つの明るさに匹敵するくらいになる。それほど莫大なエネルギーが一気に解放されるので夜空に新しい星が生まれたように見えたことから「超新星」と呼ばれた。

[超新星の例]：所属する銀河と同じくらいの明るさ
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%94%BB%E5%83%8F:SN1994D.jpg

この超新星爆発によって、より高密度の元素である金やウランなどが副産物として生まれる。
もともとの星の質量が大きすぎてこの爆縮があまりにも強烈になると「高密度化」は止まるところを知らず、ブラックホールを作るに至るとされている。


そもそも、
巨大分子雲の質量が最初からとても大きな場合は、恒星を形成せずにいきなりブラックホールになってしまうことも考えられる。収縮して惑星になるか、星になるか、ブラックホールになるかは最初の分子雲の質量しだいということになる。

宇宙初期は星の原料となる水素ガスが多量に存在していたのだから、宇宙初期はブラックホールができやすかったのだろうか。
とするとそのブラックホールは何処へ？
もしやその宇宙初期ブラックホールが各銀河の中心の・・・？



「ブラックホールを包む光」につづく。

●太陽の恒常性


太陽がもし今の輝きのまま、紙が燃えているのと同じ原理でエネルギーを放出していたら、あっという間に燃料が尽きてしまう。

どうしてそれほど莫大なエネルギーを数十億年も出し続けられるのかというと、エネルギーを出す原理が「紙の燃焼」とは違うからだ。
日常での「燃焼」という現象は、可燃物と空気中の酸素が高い温度(1000度から3000度)で触れ合うことで「酸化反応」が起こり炎が出る。


太陽で起きている「燃焼」はまず温度が違う。
太陽のエンジンである中心部の温度は一千万度以上。

そうすると、そもそも可燃物なんてそのままでいられなく、
あっという間に燃え尽きて原子に分解されてしまう。

では太陽は何で構成されているのかというと、
主成分は水素ガスで、次に多いのがヘリウムガス、そしてその他重元素のガスであり、
温度によって電離した状態で飛び交っている。

では、現在の太陽のエネルギーの源となる物質は何かというと、
その主成分である水素の原子核で、目に見えない小さな小さな粒子である。

そんな小さなものが、超高温度の中ではものすごい速さで飛び回っていて、核一つあたりではゼロに近いくらい小さな確率で、たま〜にぶつかり合って合体する。
(反応率は核の運動エネルギーとクーロン反発力に関係するトンネル効果によって決まる。
さらに太陽の水素原始核反応の律速反応となる水素二個と重水素の三体反応の反応率はきわめて低い。)

ぶつかって合体すると、なぜか質量が減ってしまう。
つまり、合体前の水素原子核を四つ足した重さと合体後のヘリウムの重さを比べると、合体後の重さの方が減っている。

質量が減った分は「エネルギー」という形に変換される。
この時に発生するエネルギーは莫大。

こうして、水素の粒子が衝突・合体するたびにエネルギーが生まれて、
それが太陽全体を輝かせている。

一言で言うと、太陽は水素で「核融合反応」を起こして輝いている。
ちなみに、そもそものエネルギー源となる水素は太陽の質量の約7割(質量でいうと約10の30乗kg)を占めているが、燃料として使える水素は太陽中心部周辺のみとなる。
これは核反応が1000万度以上でないと起こらず、さらに表面の水素が反応の起こる中心部に補給されることがないためである。


まとめると、
『超高温部で、超小さな水素原子核どうしが、1粒子あたりの融合確率は超低いが超大量にあるために核反応が起こり、超莫大なエネルギーを生み出すので、超巨大な太陽が超長期間輝いていられる。』

おまけに、太陽のように比較的小さめの質量の恒星は中心温度がそれほど高くなく核反応がゆっくり進むので、なおさら長時間エネルギーを出し続けることができる。

で、この現象は夜空の星々(ほぼ)すべての中で起こっている。


(とすると、水素さえ大量に集めてくれば星ができるってことだから、
星を作るビジネスなんてものがSFの物語に登場していてもいいのでは？)

そんな太陽の内部構造とその診断方法については以降の節で説明する。



「ブラックホール：崩壊星(コラプサー)」につづく。