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1日10分、宇宙時間をテーマに毎日お届けしております、宇宙話。 今回は、宇宙が膨張していく姿っていうのを、より正確に観測する、
より正確に分析する手法っていうのが開発された。 そんなお話を、宇宙はどうやって膨張しているのか、膨張していることをどうやって観測して
いるのか、その辺りの手法から、がっつり深掘りしてお話ししておりますので、 ぜひ最後までお付き合いいただけたら嬉しいです。
2023年8月23日始まりました。佐々木亮の宇宙話。 このチャンネルでは、1日10分、宇宙時間をテーマに、天文学で博士号を取得した専門家と
両が、毎日最新の宇宙トピックをお届けしております。 本日でエピソードが1048話目を迎えるというところになっておりますが、エピソードたくさんあるんですけど、基本的には1話完結でお話ししております。
ぜひですね、気になるトピックとか、気になるタイトルから聞いていただきたいなと思っていて、 昨日とかだと、地球に隕石がぶつかるリアルな確率のお話だったりとか、
あとは、その前は、重力が違うと砂の動きって違うのか、みたいな。 月で砂時計を作れるのかっていう、そういう実験のお話だったりとか、そういったところのお話ししております。
他にもブラックホールの話だったりとか、惑星の話だったりとか、いろいろしているので、気になるタイトルから聞いてもらうのが一番いいかなと思っています。
ぜひですね、そちらから聞いていただいて、面白いなと思ったら、ぜひフォローしていただけたら嬉しいです。 そんな感じで、今回お話しするのはですね、これ宇宙が広がっている、
宇宙はどんどん膨張していっている、そんなところの研究を後押しする技術がさらに磨き込まれた、 そんなお話をしていきたいと思っています。
宇宙好きって結構いろんな種類がいるんですよ。 それこそ、星を見るのが好き、観測をするのが好きっていう人と、宇宙の膨大さを感じるのが好きっていう人だったりとか、
あとは、今回の話もそこに近いですね。 あとは、何も考えないでイメージする、なんか想像するのが好きとか、プラネタリウム好きとか、
いろいろあるんですよ。 天文学のそういう細かい話が好きっていう人もいるしっていうところで、
ある中で今回は、宇宙が膨張していく姿っていうのをよりリアルに捉えていこうっていうような、そういう研究の内容を紹介していきたいと思います。
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宇宙の膨張っていうところは、もう十分に観測的には立証されているんですね。
まず、宇宙、遠くに行けば行くほど、とにかく140億年、150億光年とか、そういった距離の天体が見つかっているっていうところに加えて、
地球から離れている天体であればあるほど、遠くに離れていっているっていう、そういう様子も観測的にわかっているんですね。
この膨張している姿って、じゃあ例えば今話したみたいな、遠くの天体ほど自分たちから離れていきながら、つまりずっと離れ続けているっていうところを観測でどうやって明らかにするのかっていうところで言うと、
例えば、自分たちの身の回りで言うと、救急車とか、パトカーとか、そういったところで見られる現象が実は宇宙の膨張とか、
そういったところを解き明かしてくれる鍵の一つになります。どういうことか。
例えば、救急車が目の前を通るってなった時に、すごい速いスピードでグーッて進んでいると、近寄ってきた時と遠ざかる時で音が変わって聞こえるっていう現象、聞いたことないですか。
これをドップラー効果って呼んだりするんですけど、中、高校の理科かなっていうので勉強する内容だし、割と受験とかに、大学受験とかにも使うような、
まあ、ザ高校理科の王道っていう感じの、そんな効果があるんですけど、結局音も光も波なんですよね。音も光も波だから、波の性質っていうのを持っていて、
波は動いているものから発せられると、その動きに合わせた波の変更が、波がちょっとずれるっていうのが起こるんですよ。
それのために近寄ってくる時と遠ざかっていく時で音が違うと。高い状態で近づいてきて、低い状態で逃げていくみたいなね。
で、これ、僕の身の回りにいた人なんですけど、
宇宙の天文学とか宇宙結構極めた人って、何でかわかんないけどピアノ弾ける人結構多いんですよ。
で、たまにいるのが絶対音科を持ってる人。
で、絶対音科を持っているかつ天文学者、物理学者っていうダブルのスーパースキルを持ってるとですね、何ができるかっていうと、
音を聞いただけで、その車が何キロのスピードで近寄ってきて、何キロのスピードで離れていってるかっていうのを、
頭の中で計算できるらしいんですよね。 近寄ってくる時の音がこの音で、離れていく時はこの音ってことは、
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それの間になる音っていうのはこれでみたいな。で、そこからこれぐらい音が変わってるから速度はこれぐらいですみたいな。
僕は絶対できないんですけど、そもそも歌とかも下手だしね。 っていうのがあるんで、本当なんかすごいすごい特殊能力だなぁと思って、
なんかちょっとした漫画とかに出てきそうな特殊能力に近いものを感じますよね。 けど、理科を極めて、で、なおかつ耳がすごくいいっていうふうになると、そんなこともできたりすると。
で、宇宙の膨張の話に戻っていきたいんですけど、 宇宙の膨張っていうのはまさにその現象っていうのが一部使われていて、
離れていけば行くほど天体の光っていうのは、その波の性質が変わっていくと。 具体的に言うと赤くなるんですよね。
赤くなる。イメージ的に言うと紫の方が高い音で、赤い色の方が低い音みたいな感じで、
離れていくと音だと低い音に聞こえるし、光だと赤く見えるっていうような。 まあそういったところで、遠くの天体を見れば見るほど、
離れていくスピードが異常に速くなっていくというようなところで、膨張の証拠っていうのは、 実は一つ観測されているっていう部分になったりします。
ただ、この宇宙の膨張の速度を正確に測るっていうところが、やっぱりこの 天文学というか物理学において非常に重要な部分になってきているが、なかなか困難を
極めている、そんな状態です。 そのためには天文学者っていうのは、正確な測定のために信頼できる目印に
なる天体っていうのが必要なんですね。 目印になる天体。
どういうことかっていうと、その天体がどんな明るさで、 どういう天体なのかっていうのがわかるもの。そしてそれが
なるべく宇宙の膨張と一緒に遠くに離れていっているっていうところを見たいというような ところですね。
例えば、明るさが一定のロウソク。 もうずっと同じ光で輝いているロウソクが手元にあったら、
そのロウソクを例えば自分の手元に置いている時と、100メートル先に置いている時って 距離が遠くなればなるほど暗くなって見えますよね。
けどそれ、本来の明るさは同じってわかってるから、その暗くなり方を見て だいたいロウソクがどれぐらい遠くにいるかっていうのも
計算すればわかるはずですよね。 なんとなくわかるじゃないですか。あんぐらい光暗くなってるから、今このぐらいの距離感かなぁ
みたいな。それは元々の光がわかってるからっていうところで、 星とか見ると実際夜空見上げても明るいやつと暗いやつとっていうのがあって、
そもそもそれぞれの天体がどういう星なのかもわかってない上で、 なおかつじゃあ暗いから本当に遠くにあるのか。
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同じ場所にあったら実は今明るく見えてる天体の方が暗くてっていう感じなんだけど、
実際は距離が違うから本来明るいはずの天体がすごく暗く見えるっていうところの差も見えたりして、
その基準になる光っていうのがちゃんと把握できていることが、 宇宙が膨張していることを観測的に
解決する上では非常に重要なことなんですよね。 これはやっぱ天体もロウソクも同じことだから、じゃあそういう標準、
何か考える上での基準になるような天体、これを標準光源って呼ぶんですけど、 その標準光源となるものを複数組み合わせれば、
宇宙が広がっていく姿っていうのをすごく綺麗に捉えることができるんじゃないかっていうところが、
今回指摘されている部分で、その研究に取り組んだっていう研究を紹介していこうかなというふうに思っています。
で、これ国立天文台から出たプレスリリースを元にお話ししているんですけど、 超新星って呼ばれるような星のね、
超新星爆発とか言うじゃないですか、あの超新星ですね、星が死ぬ時に起こす大爆発超新星だったりとか、
超新星っていう別の現象とかもあるんですけど、そういうのだったりとか、あとはクエーサーって呼ばれるもの、
あとはガンマ線バーストって呼ばれるもの、で、あとは宇宙の定数とかを、宇宙論パラメーターっていうんですけど、これを求めるときに使われている天体、標準光源として使われているのは、
超新、1a型超新星っていう、もうあのどこでどんな爆発を起こしても同じ光で輝くっていうのがわかっている天体があるんですよね。
1a型超新星、さっき言ってた超新星ってやつですね。で、それを使うことによって爆発した時は必ず10っていう明るさで光るから、
じゃあまずその1a型超新星が遠くにあったらそれだけ暗くなって、あそこまでの距離っていうのは大体これぐらいだっていうのもわかるし、
同じ明るさで輝いているはずなのに、ものすごく赤くなったら、その赤くなった度合いで離れていっているスピードとかも観測できるしっていうような感じで、
超新星、クエーサー、ガンマ線バーストって言ったような、複数の標準光源となり得るような天体を解析するための手法っていうのが開発されました。
今回は手法を開発したっていうところで、今後どういうふうに使われていって、どういう科学が解き明かされていくかっていうところで言うと、まだまだこれからにはなるんですけど、
今まで求められてきていた、宇宙がこれぐらいのスピードで膨張しているみたいな、宇宙論パラメーターと呼ばれるパラメーターがいくつかあるんですよ。
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膨張率みたいな、いわゆるハップル定数だったりとか、物質の密度だったり、ダークエネルギーとかの分布だったりとか、そういったところをもろもろをきれいに解き明かすことができるようになりそうな手法が見つかったっていうところですね。
これによって、大体最大で35%ぐらいの不定性を減らすことができる。つまり、より35%分誤差を減らして、より正確に宇宙論のパラメーター、宇宙がどうやって膨張しているのかだったり、そういったところを細かく分析できるような手法が開発されてきたと。
で、これがちゃんと適応することができて、宇宙の観測っていうのがより精度高く、宇宙論パラメーターがきれいに求まる世界が来るとですね、どうなるかっていうと、宇宙が永久に膨張し続けるのか。
145億光年先まで見えてたものが、今度はね、160億光年、200億光年っていうような大きさに広がっていくのか。
はたまた、ある説によると、広がっていった宇宙っていうのは、最後、収縮に転じるっていうような、つまり、最後宇宙がギューッて収縮していって、絞んできて、宇宙が終わるみたいな、そういったところを実は唱えている人たちもいて、
今後、それが観測的に明らかになることが、こういった手法の積み重ねから出てくるっていうところで、宇宙の膨張に関するお話は、まだまだこれから解き明かされる部分が多いなという、そんなお話、今回させていただきました。
まあね、最新の研究でも、やっぱり新しい手法がどんどん出てくるっていうところからすると、これからまだまだ宇宙の解明っていうところは加速していくんじゃないかなというふうに期待できる部分だと、個人的には思っているので、かなり楽しみな部分ですね。
あとは、最初に宇宙の好きな方向ってみんないろいろあるよみたいな、言ったじゃないですか。こうやって宇宙膨張する膨大さみたいなのが好きな人もいれば、天体見るのが好きな人もいて、僕は散々やってるけど、宇宙兄弟から入って、漫画から好きな宇宙、ちょっとしたロマンみたいなところもありつつ、そういうので入っていって、
あとは天文学みたいな、ちょっと細かい数字の話とかも結構好きだったりするみたいなね。実はそういった属性だったりするんですよ。だから、みんながどうやって好きなのかっていうのも結構気になるし、こうやってね、自分が好きだった宇宙のど真ん中っていうところ以外で、こういう宇宙の膨張していってるとかっていう話があるんだっていうのを知ってもらうと、よりなんか宇宙好きの幅っていうのも広がってくるんじゃないかなと思うので、
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ぜひですね、皆さんにはいろんな宇宙のネタ、宇宙話で触れていってくれたら嬉しいなと思っております。
はい、ということで、今回のお話は以上にしていきたいと思います。今回の話も面白いなと思ったら、お手元のポッドキャストアプリでフォロー、フォローボタンの近くにあるレビュー、ぜひよろしくお願いいたします。
番組の感想や宇宙に関する質問については、ツイッターのハッシュタグ宇宙話、または概要欄のお便りコーナーだったり、
スポーティファイのQ&Aコーナーから、じゃんじゃんお寄せください。ちょっとどう忘れしちゃいましたが、これから毎日更新していこうと思っておりますので、よろしくお願いします。
それではまた明日お会いしましょう。さようなら。
