World Builders授業セッション1「太陽系」

**この記事は翻訳記事です**

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  この授業では、衛星と惑星、そしてそれらが周回する恒星の種類について学びます。

あなたは自分の世界について最初の決断をすることになるでしょう。

* それは寒冷な気候でしょうか？
* 熱帯の惑星？
* 地球と同じ重力を持つでしょう？
* 水は多くあるのか、それとも少ないのでしょうか？
* どのような大気を持つのでしょうか？

## セッション1の導入

私たちの宇宙の年齢は120～150億年の間にあると今日の科学者は考えています。ビッグバン理論はほんの一瞬のうちに宇宙の全ての物質が発生したと主張します。この時の物質は極度の高温のため原子はまったく存在せず、信じられないほど高速で膨張する超高温のプラズマの雲だけがありました。2分足らずでこのプラズマは10億度まで冷却され、最も軽い元素である水素とヘリウムの原子が形成され始めました。物質は拡大し続け、そして今日もなお拡大しています。プラズマが冷えるにつれて、星と銀河が形成されました。

私たちは宇宙の大きさを想像することすらできません。 宇宙空間はほとんどが巨大ななにもない空間によって占められています。 科学者は宇宙は無限大なのか、その大きさに制限はないのかと考えています。 強力な望遠鏡は星、あるいは私たちが銀河と呼ぶ巨大な星の集団に終わりがないことを発見しました。

宇宙では距離は光年 - 空間内の光が1年間に移動できる距離を使ってで測定されます。光は1秒間に186,000マイルの速度で進みます。 私たちの太陽から光が私たちに届くのに8分以上かかります。 最も近い恒星、プロキシマ・ケンタウリに太陽からの光が到達するのに4年以上もかかります。

科学者たちは、宇宙は至る所で同じ自然法則によって支配されていると考えています。 重力はいたるところにあり、それは同じように機能します。 元素の原子の構造はどこでも同じです。 光はいたるところで同じ条件下で同じ速度で進みます。 つまり、あなたの世界は、それがどこにあっても、地球と同じ物理学や化学の法則に従うということです。

私たちが興味を持っている疑問の1つは、物理的および化学的法則があるのと同様に、普遍的な生物学的法則があるかどうかということです。 私たちは単一の惑星の研究によってこれを知ることはできませんが、これについて考えることはできます。

さて、あなたの惑星がどのように形を成したかについて考え始めましょう。

星、惑星、彗星、そして衛星に私たちは注意をむけますが、宇宙はほとんど空っぽです。星間空間では、1立方ヤードの真空の中で小さな水素原子を1つ見つけることができるかもしれないほどです。そのような物質の欠如 - 地球上で私たちがそう思っているものは空気によってみたされています - を想像するのは困難です。

しかし、宇宙の真空はそれに問題があります。重力は空間内の物質的な物体を互いに引き付けるようにします。物質の塊が大きければ大きいほど、それが周囲の何かに及ぼす引き込みが強くなります。宇宙のほこりの小さな塊が集まると、それらはそれらの近くのすべてにもっと重力を及ぼします。やがて、塵の巨大な雲が蓄積することがあります。重力が原子をより密接に引き寄せると、ほこりが熱くなります。最終的には、大量の熱い物質が星のようになり、渦巻きのように平らになったほこりのついた円盤に囲まれ、そこに小さな塊の物質がたまることになります。これらの小さな塊は惑星とその衛星になるかもしれません。彼らも、しばらく暑いかもしれません。

そして、宇宙の真空の中にも物質はあります。重力は空間内の物質的な物体を互いに引き付けるようにします。 物質の塊が大きければ大きいほど、それが周囲の何かに及ぼす引き込みが強くなります。 宇宙の塵の小さな塊が集まると、それらは近くのすべてにもっと重力を及ぼします。 やがて、塵の巨大な雲が蓄積することがになるでしょう。 重力が原子をより密接に引き寄せると、塵は過熱されます。 最終的には、大量の熱い物質が星のようになり、渦巻きのように平らになった塵のついた円盤に囲まれ、そこに小さな塊の物質がたまることになります。 これらの小さな塊は惑星とその衛星になるかもしれません。 それらの塊もしばらくは熱いかもしれません。

恒星と惑星の関係は気温、1年の長さ、重力などの特性を決定します。 惑星がどれだけの太陽エネルギーを受け取るかを計算することができます。 ニュートン物理学は私達がこれらの関係を解決することを可能にする公式を提供しました。 これらの関係を現実的に表現するのに役立つ少なくとも大まかな計算を行うことができます。

詳細については、サイエンスノートのレッスン1をチェックするか、役に立つWebサイトにアクセスしてください。 または、レッスン1に戻って課題を確認することもできます。

## 体験学習:宇宙の時代

​このコースでは、想像を超えたタイムスパンに直面します。しかし、私たちは出来事の時間間隔を理解しようとすることができます。私たちはこれまでに私たちの宇宙で起こった出来事の簡単な時間モデルを作ります。

### 活動

私たちの宇宙の年齢は120～150億年の間にあると考えてられています。

各グループは15個のポストイットを受け取ります。

それぞれのポストイットは10億年を表します。

ポストイットを平らな面に置き、長い列を作ります。

各ポストイットに番号を付けます。

それでは、重要なイベントをまとめましょう。

最初のポストイットの左端に線を引き、「ビッグバン」と書きます。これは宇宙の始まりを表します。宇宙の全ての物質は1秒もしないうちに突然現れました。私たちが今日、15枚目の右端にいます。

* 銀河は約100億年前に形成され始めました。
正しいメモにこのイベントをマークしてください。
* 私たちの太陽は45億年前に主系列星として燃え始めました。
正しいメモを見つけてラベルを付けます。慎重に！
* 地球も約45億歳です。
地球がいつ形成されたかを示すメモにラベルを付けます。
それでは、地球上の生命の進化に関する情報をいくつか入力しましょう。

	+ 生命の最初の出現の時代を記入してください。
	+ 最初の多細胞動物の時代を記入してください。
	+ 最初の魚の時代を記入してください。
	+ 恐竜の時代を記入してください。
	+ 最初の哺乳類の時代を記入してください。
	+ 人間はどこに当てはまりますか？

役立つ図は下に

http://www.enchantedlearning.com/subjects/Geologictime.html

Evolution of Life

http://arnica.csustan.edu/common/geologic\_time.htm

http://www.dispatch.com/dino/time.html

http://www.psigate.ac.uk/newsite/reference/geologic-table.html

http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/G/GeoEras.html

## 太陽系モデル

### 教材（3〜4人の各グループにつき）

11枚の厚紙または4x6ファイルカード
マーカーペンまたは濃色のクレヨン
この指示書の印刷1部

### 準備

各シートに惑星の名前うち1つのを印刷してください。
太陽と月のシートにもラベルを付けます。

### 活動

長い廊下や屋外のスペースを使用して、太陽の下にマーカーを置きます。
以下の測定値を使用して、距離を取り、他の惑星を配置します。

一歩が3000万マイルになるように。

月を地球から指の幅だけ離してください。

十分なスペースがある場合は、複数のグループが同じ場所に太陽を置いてから、惑星の軌道をさまざまな方向から観察することができます。

惑星は離れているだけではなく、太陽の周りを回っていることに注意。

私たちの太陽に一番近い星はアルファ・ケンタウリです。アルファ・ケンタウリに行くには、さらに200マイル歩かなければなりません。

あなたは今いる場所から約200マイル離れた都市を考えることができますか？

## サイエンスノート（セッション1）

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脚注
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1. ↑ 2019年における定説は138億年。
2. ↑ 30万キロメートル。ともかくインチ・ヤード法は滅ぼすべきではなかろうか。
3. ↑ このウェブサイトでの人工世界は基底世界と同一宇宙にあるという仮定らしい。
4. ↑ 誇張のし過ぎ。平均して星間物質の密度は1立方センチあたり水素原子が一個から数個程度。
5. ↑ さっきも書きましたがこれは古いデータで2019年時点では138億年が定説です。
6. ↑ だいたいハガキぐらいの大きさ
7. ↑ この当時はまだ冥王星が惑星だった。
8. ↑ 表記ゆれは原文ママ

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