お寺で宇宙学

磯部洋明
京都大学宇宙総合学研究ユニット・特定講師
お寺で宇宙学 実行委員

お寺で宇宙学の目的
1. 宇宙は面白い。お寺で語ったらもっと面白そうだ。
2. 科学に疎遠な人が科学に、お寺に疎遠な人がお寺に親しむきっかけにしたい
3. 普通の人が宇宙へ行く時代はすぐそこまで来ている。その時、個人、社会、文化、宗教に何がおきるのか、いろんな人と一緒に考えたい太陽と地球と人類のこれから

宇宙のこれまで。

宇宙の未来（>100億年先）
宇宙の大きさ最新観測では、宇宙は137億年前に生まれ、加速度的に膨張を続けているらしい。
＝＞いつどのように終わるのか（そもそも終わりが来るのか）はよくわからない

現在時間

太陽系の未来（~50億年）
誕生(45億年前)
太陽は現在生まれてから45億年ちょうど寿命の半ばほど
あと5~60億年するとだんだん赤くふくれあがる（赤色巨星）
この時地球を飲み込む。

太陽程度の質量ほ星は、最期を迎えると外層が宇宙空間に流れ出て「惑星状星雲」を形成し、中心に白色矮星が残る

現在

50億年後

地球は変化する星
事象
潮の満ち引き

原因？
地球の自転と月の公転

時間
~半日

１日

地球の自転

1日

大潮・小潮

月の公転と太陽半月

月の満ち欠け月の公転と太陽

1ヶ月

１年

地球の公転

1年

太陽の黒点周期太陽磁場の変動

11年~数10年

ミランコビッチ周期

地軸の歳差、公転軌道の扁平率の変化など 2万~数10万年

大量絶滅周期プラネットＸ、ネメシス、太陽系の昇降活動、 3000万年銀河の腕の通過
ウイルソンサイクル 超大陸の分裂と合体
2.5億年
隕石衝突頻度

マゼラン星雲の軌道

20億年

スターバースト頻度 マゼラン星雲の軌道

20億年

影響

宇宙環境、気候変動
気候変動
大量絶滅・気候変動
海水準変動・気候変動・絶滅
気候変動・絶滅気候変動・絶滅大野博文京大総合博物館長の講義資料より、一部改訂

銀河スケールの現象

国立天文台 4D2U

銀河が私たちに与える影響（~20億年）

銀河系のお隣のミニ銀河、第マゼラン雲と小マゼラン雲は20億年の周期で銀河系に近づく

銀河の接近の影響で星形成が活発になったり、隕石の雨が降ったりする＝＞
銀河同士の衝突の様子

星は動いている
太陽も他の星々も、銀河系の中を固有の速度で動いている。
=>星の相対的に動いている=>星座の形も変わる
今の北斗七星5万年後の北斗七星

ベガ（織女星）とアルタイル（彦星）の距離は現在１５．３光年。７万年後に１５．０光年まで近づきその後は永遠に離れてゆく。
京都情報大学院大学・作花一志
h1p://www.kcg.ac.jp/acm/a1014.html

もし太陽系のすぐ近くで超新星爆発が置きたら、地球大気がふっとんでしまう

超新星残骸（Hubble)

小惑星アポフィス
2029年に地球に接近
2036年の最接近時、わずかながら衝突の可能性があるもし衝突することが分かれば、重たい探査機を衝突させる、小惑星本体にエンジンをつけて点火するなどして、軌道をかえる必要がある。

*これはマゼラン雲の接近とは直接関係はありません。

地形は変化する（~2億年）•

プレートの移動（プレートテクトニクス）により大陸は約2.5億年の周期で合体と分裂を繰り返す（ウイルキンソンサイクル）•

プレートの移動はより大規模なマントル対流が引き起こしている（プルームテクトニクス）

超大陸パンゲアから現在の大陸ができるまで（2億年前~現在）• 大陸の変動は気候の変動ももたらす• 「領土」をベースにした「国家」は、せいぜい大陸変動の時間スケール(~1000万年)しか持たない

氷期はいずれまたやってくる
氷河期(glacial age, ice age)
＝気温が低く、極域や山岳地帯に氷河が発達する時期

気温

従って現在は氷河期
氷河期の中にも、特に気温が低い時期（氷期、glacialperiod）と、比較的気温が高い時期（間氷期、interglacialperiod）がある。

CO2

現在は１万年ほど前に始まった間氷期の途中

現在

15万年前

30万年前

氷河期の形成メカニズム• 大気組成の変化（火山活動動、CO2）• 地球の公転軌道の離心率や自転軸の傾き、歳差運動により、太陽から地球がうける日射量が変動する（ミランコビッチサイクル）• 大陸配置• 分かっていないことは多い太陽活動と気候
太陽磁場の変動

黒点数の変動

2000年

1991年

マウンダーミニマム•太陽黒点の数は11年周機で変動する• 時折数十年間黒点がほとんど出現しない時期がある• 黒点がほとんどなかった17世紀後半、地球はミニ氷河期だった

太陽活動と地球の気候

大気中Δ14C(黒点数に対応)

鍾乳石δ18O(降水量に対応)

Neﬀ et al., Nature (2001)

1000 年• 太陽黒点の数と地球の気候には相関がある（黒点が少ないと寒い）• 相関＝因果関係ではない。本当に黒点活動が影響しているかどうかはまだ分からない• 可能性は(1)太陽からの全放射エネルギーの変動(2)紫外線や高エネルギー粒子による高層大気の変動を介した(3)黒点の増減により地球に降り注ぐ宇宙線の影響（雲の量が変わる）

気候変動の要因(IPCC)
CO2
CH4ほか
人為起
源

O3エアロゾル

自然変動

太陽放射変動

-2-1

0

1

2

[Wm-2]

IPCC (2007; Fig.
SPM.2)

生命の進化東京工業大学丸山茂徳先生の資料より

→生物の種類

大量絶滅

恐竜の絶滅
１億年前

生命の大量絶滅は何度も起きている。
6500万年前の恐竜の絶滅は、恐らく巨大隕石の衝突によるもの。
他の大量絶滅の原因ははっきりしていない

３億年前

外的要因：巨大隕石、近傍の星の超新星爆発など
内的要因：気候変動、火山活動など★: 大量絶滅
5億年前

カンブリア紀爆発

人類とは• 約200万年前、アフリカで誕生。
• ~100万年は生命進化の時間スケール。
• 100万年立てば、– 人類は別の生き物に進化するかもしれない– 人間以外の生き物が知的に高度に発達するかもしれない– 人工生命、人工知能が人間に反乱（SFの古典的テーマ）– 宇宙人との遭遇（これは明日にも起こるかもしれないし、永久に起こらないかもしれない）• その時人間はどう対応するのか？

宇宙へ進出することは生物学的な進化を促進するか• 地球上と宇宙（宇宙空間、月・惑星）の違い– 重力の違い– 銀河宇宙線、太陽高エネルギー粒子などによる放射線被爆• 生物的進化により適応するか、技術・文化により適応するか• 生命の進化の歴史を見ると、環境の劇的な変動（大量絶滅）が急激な進化を引き起こしているようにも見える• 遺伝子を破壊する放射線被爆は、個体にとっては死につながるが、生物種としては進化を促進する方向に働くかもしれない我々にはネアンデルタール人の血が混じっている？
現世人類の祖先がアフリアを出た後でネアンデルタール人と交配し、今のアフリカ人以外の人種にはネアンデルタール人の血が混じっている可能性がある

現世人類と交配可能で知的に高い異種が登場した時、遺伝子操作等で（定義は難しそうだが）現世人類とは生物学的に「違う」人類が誕生した
時、我々は受容、共存できるだろうか？
h1p://www.naYonalgeographic.co.jp/news/news_arYcle.php?ﬁle_id=20100507001&expand宇宙へ行く意義• 夢、好奇心、探究心、人類史的意義• 実際的なメリット– 資源・エネルギー（小惑星での資源探査、太陽光発電）– 増加する人口。地球以外に住む場所を求めて– 宇宙ならではの研究開発＝＞地上の技術へ（国際宇宙ステーションに対し求められていること）

宇宙へ行く意義：私見– 地球上で永遠に成長を続けることはできない– 定常で成長のない社会は幸福になりえるか？物質的な充足を知り、学問と芸術とスポーツに喜びを見いだすようになるのか？
– 個人的には、そうできる人々はいるだろうが、人類全体がそうなれるというのはインテリの理想論にすぎない気もする– 成長・発展（の可能性があること）が、人類の幸福と安定に必要なのだとすれば、宇宙進出はそれを提供する可能性の一つになるなぜ宇宙へ行くのか• 生命が個体としても主としても多様であることの必然– 一部の「ヘンな奴ら」がフロンティアを開拓してきた– 生命の陸上への進出、エベレスト登山• 宇宙進出における違い– 個の力では困難。
– 国家レベルでも困難になりつつある– 集団の大多数の意志として、新しいフロンティアを目指さないといけない。
– 国際協調 ISS

普通の人が宇宙へ行く時代はすぐそこまで来ている

h1p://www.jtb.co.jp/space/h1p://www.kwasan.kyoto‐u.ac.jp/usss/uchuseizon/