宇宙物理学の教科書 2

(190ページ 2015年第1版 発行)

第1章 宇宙と物質の期限をさかのぼる

宇宙の物質に関する一般的な話題。

宇宙に存在する物質まとめ

宇宙に存在するのはダークーマタ、ダークエネルギー、物質である。
ダークエネルギーは宇宙を膨張させている謎 のエネルギーで、物質、エネルギーの7割を占めるが正体は不明である。
一般相対論。
4次元時空。
ビッグバン。

第2章 質量の起源を知る

宇宙における物質の起源と進化を解明するにあたり、高エネルギー粒子加速器の実験が大きな役割を果たしてきた。
加速器。
素粒子の標準理論。
ヒッグス粒子。

第3章 反物質はどこへ

反物質の話題。
CP対称性。
益川-小林理論。
ニュートリノ。

第4章 クォークの熱いスープから原子核へ

クォークに関する話題。
相対論的流体力学。

第5章 元素合成の謎

原子核崩壊に関する一般的な話題。
宇宙全体の核元素の存在比率のグラフ〜金属が1とすると水素とヘリウムが109から1010とする図〜。
鉄までは恒星で作られるが、それ以上の重元素は超新星爆発で作られると考えられる。地球の鉄以上の重元素は超新星爆発で宇宙に飛び散ったものが凝集してできたものである。

第6章 分子の誕生と星間物質

ビッグバンの初期には水素とヘリウムと僅かなリチウムしかなかった。星が生まれては死ぬ輪廻転生を繰り返し重元素(炭素、酸素、窒素、鉄)などが合成された。

星間分子

星間分子として様々な有機低分子が1940以降に発見された。

電波観測

恒星からの電波周波数を分析することで恒星の分子組成を予想することが可能である。ほぼ根拠がなく、正しいかどうかは確認不可能である。

星の進化と化学進化

全く根拠のない話。

第7章 太陽系の起源

地球型惑星の構造:

核が鉄、ニッケルであり、その周りがマントルである。

木星型惑星の構造:

核が氷、岩石、鉄であり、その周りが金属水素、ヘリウムでさらに、その周りが水素分子、ヘリウムである。

海王星型惑星の構造:

核が岩石、鉄であり、その周りが氷マントルさらに、その周りが水素分子、ヘリウムである。

円盤仮説

太陽の周りに回転する小質量の物質が長時間かけて集まり惑星になつたとする説。

第8章 宇宙の生体物質

星間物質の中には多様な有機物が含まれる。
探査機による調査により彗星にも有機物が多く含まれることが確認された。

第9章 中性子星の奇妙な物質

中性子星とは

超新星爆発でつぶれる星の中心部は元の星の質量が太陽の20倍を超えている場合はブラックホールとなり、8~20倍程度の場合に中性子星となる。
中性子は電気的に中性な中性子のかたまりで1[cm3]で数億[t]の質量となる。

中性子星内部の謎

根拠のない理論物理学。