tiSec on 11.
系外銀河と宇宙膨張

銀河系 (観測に基づく想像図)
上から横から

8.5 kpc

楕円銀河（星を作っていない）(C) ESA

円盤銀河（星を作っている）(C) NASA

軽い星のみガスがない

重い星＋軽い星ガスがある (星の材料)

重い星：より明るい => 寿命が短い (超新星爆発など)

1024 cm ~100万光年~ 300 kpc

銀河群
(十数個の銀河の集まり)
NGC 7711
Kent Biggs

1025 cm ~ 1000万光年~ 3 Mpc

銀河団

Virgo cluster

衝突する銀河tititt

h ps://www.esa.int/Science_Explora on/Space_Science/
Plethora_of_interac ng_galaxies_on_Hubble_s_birthday銀河系とアンドロメダ銀河の合体 (コンピュータシミュレーション)tth ps://www.cita.utoronto.ca/~dubinski/galaxydynamics/future_sky.html

ubble diagram, the Hubble constant, Hubble’s Law, and the Hubble time, that the article itself
ble’s distances have a large systematic error, Hubble’s velocities come chiefly from Vesto
in termsof the de Sitter effect is out of the mainstream of modern cosmology, this article
ハッブルの法則e expanding, evolving, and accelerating universe that engages today’s burgeoning field of(ハッブル - ルメートルの法則)

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me.

ficFig. 1.

Velocity– distance relation among extra-galactic nebulae. Radial velocities, corrected for solar

Hubble1929labeled in the wrong units), are plotted against distances estimated from involved stars andmotion (but

遠い銀河ほど速く遠ざかる
mean luminosities of nebulae in a cluster. The black discs and full line represent the solution for solar

Fig. 3. Kirshner
The Hubble
2004diagram for type Ia supernovae. From the compilation of well observed type I
supernovae by Jha (29). The scatter about the line corresponds to statistical distance errors of "10% peなぜ分かったの？
そこから何が分かるの？

200180160

Hβ486.1
Hγ434.1

Hα656.3静止波長赤方偏移0.2
赤方偏移0.4140
Flux120100806040200400

500

600
700
800
Wavelength (nm)

900

1000

水素のエネルギー準位

量子力学

EHα656.3

Hβ486.1

Hγ434.1n=5n=4n=3
n=2n=1空間全体が膨張あらゆる点が全ての点から「離れて」見える「端」を見られない限りどこが中心かは問えない余談宇宙の「距離はしご」
1. 年周視差で銀河系内の天体までの距離を測る
2. 真の明るさがいつも同じ天体を見つける（例：セファイド変光星）=> 見かけの暗さから距離が分かる
3. 系外銀河までの距離を測る
4. 系外銀河で真の明るさがいつも同じ天体を見つける（例：Ia型超新星）=> 光速(c)は一定なので、超新星がおきたときの宇宙の時間を測れる (t = R/c)

宇宙の歴史

一般相対性理論

大きさ (<= 赤方偏移)

加速！
等速減速ビッグバン

現在

時間 (<= R/c)

Adam G. Riess

Video Interviews
Video Nobel Lectures
Nobel Prize in Chemistry

2011年
Nobel Prize in Medicine
ノーベル物理学賞
Nobel Prize in Literature
Nobel Peace Prize
Prize in Economic Sciences
Nobel Laureates Have Their Say
Nobel Prize Award Ceremonies
Nomination and Selection ofNobel Laureates

Photo: U. Montan

Photo: U. Montan

Photo: U. Montan

Saul Perlmutter

Brian P. Schmidt

Adam G. Riess

The Nobel Prize in Physics 2011 was divided, one half awarded to Saul Perlmutter,the other half jointly to Brian P. Schmidt and Adam G. Riess "for the discovery of
the accelerating expansion of the Universe through observations of distantsupernovae".
Photos: Copyright © The Nobel Foundation

超新星を使って宇宙の加速膨張を発見！
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MLA style: "The Nobel Prize in Physics 2011". Nobelprize.org. 2 May 2012
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2011/

なぜ宇宙は加速的に膨張しているのか？
現代物理学最大の謎（ダークエネルギー）宇宙の構成要素
ダークマター

普通の物質ti

ダークエネルギー(C) ESA and Planck collabora on

まとめ• 系外銀河• 渦巻銀河：星を作っている銀河、ガスがある• 楕円銀河：星を作っていない銀河、ガスがない• 宇宙膨張• ハッブルの法則：距離と後退速度の関係(遠い銀河ほど速い速度で遠ざかる• 宇宙は昔は「小さかった」)=> 宇宙の大まかな年齢

この講義の目標• 物理系全体• これまで勉強してきた物理を宇宙に応用して、宇宙の天体や天体現象の物理を大まかにつかむ• 物理を使って手の届かないものの性質を概算できるようにする• これから習う物理とその応用先を先取りして学ぶ• 天文学コース• 天体物理学の基礎を学ぶ

熱力学

統計力学

3セメ

5,6セメ

力学

電磁気学

1,2セメ

2,3セメ

宇宙物理学
天体物理学
流体力学

原子核物理学

4セメ

7セメ

量子力学

相対論

4,5セメ

4,7セメ