 貴方は
編集・管理人： 本 田 哲 康（苦縁讃） |
| ☆ 原子の誕生 |
| は じ め に ・・・・・ |
(1) １37億年前に宇宙誕生。 Link  宇宙論（M-理論） |
| NASAのマイクロ波観測衛星WMAPが、1年かけて全天体の揺らぎを精密に観測した結果、 宇宙の年齢は137億年であることが、これまでにない精度で求められた。 ：Newton 2003.5 |
| ○ 誕生の後、数秒で最初の原子核ができた。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 注： ○ ジョージ ガモフ（1904～1968）のビックバン理論 この理論によれば、宇宙は高温の火の玉から始まり、爆発的な膨張をする過程で様々な物質が作られていったとする説である。 しかし、この理論は完璧ではなかった。 この理論では、H（水素）やHe（ヘリウム）がどのようにして作られたのか説明できなかったのである。 林 忠四郎 博士は、湯川秀樹博士の下で学んでいた。 彼は、素粒子論に基づく計算でこの問題を解決に導いた。 彼（林 忠四郎 博士）が厳密な計算の結果辿り着いた結論は、
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| ○ さらに、十億年後～100億年までに最初の恒星や銀河が造られた。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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さて、１３８億年という、とてつもない果てしない長い時間。ちょっと想像を超えている。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 宇宙は１３８億年前に想像を絶するインフレーションから始まる。1mmの1兆分の一原子核よりも小さいものから１０-36乗後に１０-43倍というとてつもない加速で急膨張するインフレーションを起こして、宇宙が誕生した。それは喩えれば、「ウィルスが一瞬にして銀河団以上の大きさになるほどの、想像を絶するもの」（「ニュートン別冊『大宇宙-完全版』宇宙図解説）であった。 この後、膨張速度は急激に遅くなり、宇宙に時間が流れ、空間が広がりはじめた超高温・超高密度の火の玉ビッグバンとなる。質量を持つ前提となる「ヒッグス場」ができ、超高温の宇宙は急激な膨張を起こしながら冷えていき１０－４(一万分の一）秒後に１兆℃に下がると、バラバラに飛び交っていた素粒子の内「クォーク」同士が結びつき、陽子と中性子が誕生した。 3分後に温度が１０億℃になると、陽子と中性子が融合した原子核同士が衝突・融合する核融合反応が起きる。陽子や中性子が集まって、元素のはじまりとなる水素とヘリウム原子が形成された。すべての物質の出発点である。宇宙の大きさは１０万光年(現在の１０億分の一)まで急膨張していった。 宇宙誕生から３７万年後には宇宙は１０００万光年まで拡大し、温度は３０００℃程度まで下がると、電子や原子核の飛び交う速度が遅くなり、負の電気を帯びる電子は正の電気を帯びる原子核に捕まり、電子が原子核の周りを回る「原子」が誕生した。 これまで電子が飛び交っていたので。光は電子とぶつかり宇宙は不透明だったが、光が真っ直ぐに進めるようになって、宇宙が晴れ上がった。 これ以降、水素原子を主成分とするガスが宇宙に漂っていたが、ガス密度にムラがあり、密度が周囲よりはほんの少し高い部分は重力が高くなり、よりガスを集めるので、ガスの濃淡が少しづつ成長する。まだ、宇宙には天体がなく、暗黒時代であった。 宇宙誕生方３億年ほど経つと、ガスの固まりから最初の恒星が誕生した。ガスが大量に集まった中心部で温度と圧力が高まり、核融合反応が起きる。水素は原子核に１個が結びついたものだが、高温で核融合を起こすと、原子核２個と結合したヘリウムが形成される。これによってたいりょうのひかりをだして、恒星になる。最初の恒星は、太陽の１００倍もあり、輝きも１００万倍有ったらしい。その内部では猛烈な核融合反応を進めて、より重い元素が次々に合成されていくが、最も安定した原子核の鉄（Ｆｅ原子番号２６)ができると核融合は進まなくなる。恒星に働く重力とガスの圧力のバランスが崩れ１００倍ほどに膨張するが、３００万年後には超新星爆発を起こして、内部で合成した様々な元素を宇宙空間にばらまく。この爆発するときの超高温の中で、鉄以上の核融合反応を起こし、原子番号９２のウランまでの元素も合成され、それらも宇宙空間にばらまかれる。爆発の中心部には、強い重力で光さえ飲み込むブラックホールができる。 ばらまかれた元素のガスからまた恒星が誕生する。そして核融合反応を起こすが、その質量によって寿命が異なり、最後は爆発を起こして死を迎える。こうして恒星の誕生から死までを繰り返し、内部でできた重い元素が増えて、氷や岩石などの塵からなる天体や惑星ができるようになる。宇宙誕生から５億年後頃には、恒星や天体が集まった銀河が生まれていたらしい。 太陽は、宇宙誕生から９２億年後、現在から４６億年前に誕生した恒星（直径140万ｋｍ）である。太陽も、直前にあった超新星爆発によってまき散らされた元素を材料にして形成され、核融合反応によって輝いている。地球は太陽系のチリが集まったものである。微惑星の衝突から成長していったが、マグマオーシャンから水蒸気が雨になって数千年も降り続いて海ができた。 2012年には標準理論で予測されていた16種類すべての素粒子が実験的に確認された。膨大な研究の積み重ねによって、138億年前の宇宙誕生以来、今日に至るまでのことが、素粒子からすねての元素、物質、生命、人間、惑星、恒星、銀河、さらに宇宙の大構造に至るまで、統一した形で説明可能になったようである。（「哲学思想を今考える ー歴史の中デー」 魚住孝至」著 放送大学教育振興会 NHK出版より 2018.04.14補） |
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| ① 例えば、 以下の「物差し」で、見てみよう。 |
| １３８億年前に、この宇宙が生まれ、生命が誕生した。 そこで、１億年を１ｍとすると、長さは１３８ｍとなる。 |
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（2005.11.7更新）。
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| 日本列島に人類が来た | ２万3000年前 | 0.23mm前 | |||||
| *************************** 注 *************************** | ||||
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☆ 「先ず、原子ありき ！」
| １ 以下の実験が行われた |
| (1) 太陽ではヘリウムまでしかできない。これより重い元素は作れないということだ。 |
| ○ | アメリカ サンディア国立研究所 |
サンディア国立研究所で、核融合実験装置を使って、５０兆ワットの電流を針の先ほどの場所に集中して、太陽に匹敵する数百万度という超高温を作り融合実験を試みた。 その結果、 水素からヘリウムができた。 プラスの電子を持っているので、お互いに反発するから、超高圧が必要であった。・・・とのことである。 それによって水素を高速で飛び回らせて衝突・融合させて変化するのを観察した。 ＜太陽の中でも同じことが起こっている（核融合）＞ 実験の結果、太陽ではヘリウムまでしかできない。これより重い元素は作れない。 と言う結果を得た。  ところで、１９世紀 ドイツのレンズ職人 ﾖｰｾﾞﾌ･ﾌｫﾝ･ﾌﾗﾝﾎｰﾌｧｰ(1787 ～ 1826)が、プリズムを使用して、七色の虹を観察中、この虹の光の中に不思議なもの発見した。 細かい観察の結果をスケッチしてみれば、黒い線が合計→５７４本存在していた。 彼は、生涯をかけてこの虹の中の線を必死に調べたが、何故「線」なのか？ 何故、５７４本なのか不明のままだった。  半世紀後に、この線は元素を示していることが解った。ナトリウム元素を燃やしてプリズムを通してみると、彼のスケッチと同じところに在る線と一致したのである。 虹の中に見える赤と黄色の間の線であった。これはすなわち太陽にナトリウム元素があることを示している。 このことは、最近の装置で調べた結果と、見事に一致したから驚きである。 そこで、同じ方法で検証を重ねると、太陽に数多くの原子の存在が判明したのである。 だが、しかし、「太陽内ではヘリウムしか生産できない。」ことは実験で明らかなはずであった。 |
（２） 宇宙の塵のお話 ・・・ 最新装置で調査した結果・・・ |
| ○ | ラスカンパナス天文台 | アンドリュウ・マクミリアム博士 カーネギー研究所勤務（アメリカ）は、 アンデス山中（南米 チリ 標高２,４００ｍ）で、口径 ６．５ｍの巨大望遠鏡を使って、宇宙誕生当時の様子を知るために、太陽より古い宇宙誕生間もない頃の星を調査した。  １０年間に数百万個の星を一個一個調査した。 結果、その内・・銀河系の中心から離れた目立たない星 ： 記号 ＣＳ22892-052 を発見した。 これは、１３７億年前に「宇宙誕生当時に誕生した星である」と判明した。 これを光の分析をしてみると・・・、 水素とヘリウム以外の元素がほとんどないことが判った。  このことにより、「宇宙誕生当時は、水素・ヘリウムのみだったようだ。」と、立証した。
☆ しかし、上記の実験が示すように、１３７億年後の今、水素とヘリウム以外に・・・、太陽にはもっと多い原子を含んでいるではないか。  私たちの住む太陽系の誕生は、そのおよそ１００億年後である。 即ち、私たちの太陽系は、宇宙のちりを集めて作られたと考えられるのだ。 |
| ○ | アメリカ カーネギー研究所 | 隕石を調査すると、太陽系を作り出したチリと同じ成分が、 これら隕石の中に閉じこめられていた。  アメリカ カーネギー研究所で、隕石を分析の結果、シリコン、鉄、ニッケル、炭素、等、すなわち宇宙の塵の中の元素があった。 ちりの形や含まれる元素の性質によって、隕石は、３０個以上の様々な大きさの星のかけらの集まりであると言うことが解った。 これによって、太陽系誕生の頃、すなわち４６億年前には、  すでに様々な元素が存在していたことが判明した。
☆ では、どのような場所で、これらの原子は作られたんであろうか？・・・？ 塵のルーツは何処か？ 調べてみた・・・。 |
| ○ | 惑星状 星雲 |
惑星状星雲（最大でも太陽の８倍ほどの大きさの星。これは惑星状星雲のもとになる星だ。） このような星雲は、銀河系に千個程存在する。  ここには炭素・窒素が存在していた。この中のひとつ、ダンベル星雲（天の川の中心部近く）。これは２４０年前に発見された星である。 今になって、これはちりやガスの集まりで、中心には多くの星があり、現在、ちりやガスが拡散しつつあること が解った。また、これらのちりやガスは、やはり、星のかけらであることが判明した。 |
| ○ | こと座のリング星雲については、 ＜元は太陽と同じ大きさの星であったが、現在は１０兆キロの広大な範囲に拡散中である。＞ 同様に、これを光から分析すると・・炭素、窒素が存在していることが判った。 ・・が、しかし、大きさから推測すると、理論上酸素以上の重さの元素はできないはずである。 ？！ 疑問は、なお残った。 |
| (３) 原子の核融合とは、 | |
| 星において水素が全部ヘリウムに変わったとき、中心部の温度が上がる。 ・・ さて、 | |
| ○ その星が、太陽の大きさだったら・・・・・ | |
| 太陽系で例えてみると、太陽が金星に触れるほどまで膨張した頃、太陽の中心部は２億℃となる。・・・・。 するとヘリウムが次々核融合して酸素になる。
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| 最終的に、地球を飲み込むほどに太陽が膨張し大きくなると核融合は停止する。 そして、太陽は崩壊を始める。 崩壊した太陽はちりとなって空間に拡散するのだ。 だが、太陽では、重さが足りなくて酸素より重い元素を作り出せない。 |
赤色巨星の限界はこれまでである。
酸素までは作ることができる。
| しかし、 宇宙にはもっと大きな星々がある。 |
| ○ 蠍（さそり）座のアンタレス・・・・中心で赤く輝く 大きさが赤色巨星の３倍以上の星 ○ ベテルギウス（オリオン座） は、赤色巨星の６０倍もある。 |
 Link → カシオペアAの姿アメリカ チャンドラＸ線天文台で、１０万キロ上空の宇宙空間・銀河中心部に青いガスが見える。 ここにＸ線望遠鏡を向けてみた。 ここはカシオペア座にある「カシオペアA」。 大爆発を起こして一生を終わりつつある星だ。 今、広範囲に広がっている。その温度は、５,０００万℃。 チリとなって飛び散る。ここには、元素の固まりも見えた。 そして、 部分部分に緑いガス→ Si（シリコン） 赤い→ Fe（鉄）、Ca（カルシウム） の固まりも見えた。
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赤色巨星では作れなかった元素が生まれていることが判明した。
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| ☆ そのほかにも、 １００万年前、「カシオペアA」の基となった星も確認。 更に、今、爆発直前の星など、・・・、様々な星が瞬く。 星の中心部は、温度が急激に上昇しつつ核融合を行わしめる。 （もともとは、水素・H、ヘリウム・Heしかないのだが・・・）
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およそ、
このときに、黄金も造られたと想われるが、しかし、これらのスケールの星だけでは、宇宙に存在する黄金のすべての量を生み出すことは困難だ。
さて、誰もが求める黄金・・・。これはどんな状況下で作られるのであろうか？
黄金の謎 カシオペアAのような星では、宇宙に存在する量の金を生み出すことは困難であった。
「もっと巨大なエネルギーを生み出す星があったのではないか？」と思う。
そこで、ステファン・ロスボグ博士（レスター大学）は ・・・
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| ○ 牡牛座のかに星雲・・９５０年前に爆発して太陽系の１０倍以上に広がって輝く |
残骸の中心に白く輝く部分は、直径10Km。 |
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| そこで、シミュレーションすると・・・・・・ |
 円を描いて回りながら１００ｋｍまで近ずくと、重力のバランスが崩れ衝突することが判った。このときの中心温度は１兆度になる。これは宇宙一の巨大なエネルギーだ。 衝突の後、巨大な渦巻きとなって飛散する。 この渦巻きの枝の部分で、金ができるのである。 金は、灼熱世界で生まれるということだ。 |
| 星の死が、元素を作る。 □ ゆっくりとふくらんで崩壊する惑星状星雲 □ 大爆発する巨大な星（星の死） □ 互いに衝突し粉々に砕ける中性子星雲 |
・・・・と、いろんな種類の星達が、多くの元素を作り出してきたのである。
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| ２ 星の誕生 |
| ちりやガスがどのようにして再び集まったのか？そして、太陽系を産んだメカニズムは？？ 南米 アンデス山中に、名古屋大学は電波望遠鏡「なんてん」を１９９６年に建造した。 これによると、天の川に、一部にちりやガスで満ちた部分が在る。 ：福井康雄教授 名古屋大学 |
しかし、これらは不思議な集まり方をしていた。 |
これらの一つがカリーナ星雲である。この中で星の誕生が成されているのだ。
ここが銀河系の中でもっとも活発な星の誕生を行っている。
太陽の数十倍の大きさの星が、２００～３００と言う数で一気に次々と誕生していることが判った。
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さて、
４６億年前、太陽系が生まれ、太陽、地球が生まれた。 |