- 岡村 定矩、池内 了、海部 宣男、佐藤 勝彦、永原 裕子 編, (2007) 2017: 人類の住む宇宙 (シリーズ 現代の天文学 第2版 1)。日本評論社, 374 pp. ISBN 978-4-535-60751-4.
第2版は2017年にでた A5判 横書きのハードカバー。2007年にでた初版の改訂版だそうだ。わたしは2025年4月に、地学の宇宙・天文の分野の授業をする参考に買った。しかし直接には教材につかわないことにしたので、ていねいには読んでいない。
天文学の専門教科書シリーズの第1巻であり、これ自体、天文学の教科書的な本としてつくられているのだが、ちょっとかわったオムニバスである。
章だてはつぎのようになっている。
第1章 現代宇宙観までの道のり
第2章 宇宙の起源と現在の姿
第3章 元素の起源
第4章 太陽系
第5章 太陽系外惑星
第6章 地球と人間
第7章 時と暦
第2章、とくに現在の宇宙がどんなものであるかについての 2.2, 2.3節は、天文学の知見のうちでも主要なものだろう。2.1節では、この宇宙がどのようにはじまり、どのように発展してきたかを、現代の宇宙物理学の標準的な知見によってのべている。2.4節では、2.1～2.3節でのべられた知見をえるにいたった天文学の方法のうちで主要なものといえる、天体までの距離を知る方法を「宇宙の距離はしご」として解説している。距離を知ることは、宇宙のさまざまな現象の規模を知ることの根拠でもあるし、みかけの明るさ (われわれにとどく光の量) から天体がだしている光の総量をはじめとして天体自体についての知見をえるための重要なステップでもある。
第4章は太陽系をあつかっており、これも天文学の教科書ならば当然だろう。4.1節では太陽、4.2節では惑星をはじめとする太陽系内の天体について概説する。むかしの教科書とは、「太陽系外縁天体」がたくさん見つかり、冥王星はそちらに分類されることになった点が変わっている。4.3節では惑星の運動について、近代科学のうちでは古い部分だが今も有効な、ケプラーの法則とニュートン力学によるその説明をあつかっている。4.4節では太陽系の起源 (それぞれの惑星の起源をふくむ) について、その研究をリードしてきた 中沢 清 さんが論じている。
第7章 (初版では第6章) は時間・時刻の表現と暦について。いまでこそ物理量としての時間の標準からはずれたが、天体の (見かけの) 運動は人が時間を認識する手段の基礎となってきた。暦や時刻についての約束ごとと天体の運動とを関連づけて理解することは、現代に生きる人がもつべき教養といえるだろう。
ここまでは天文学の教科書ならばあって当然の内容であり、そのほかのところに本書の特徴があると思う。
第1章は、第2章にのべられたような現代の知見にいたるまでに、宇宙についての知識がどのようにして発達してきたかという話で、天文学の分野の科学史といえる。ただし科学史家ではなく、宇宙物理学者で、科学と社会のかかわりにも関心をひろげている、池内 了さんが担当している。
第3章は、元素の起源の話題。望月 優子 さんが主となって、現代の知見をまとめている。理屈がわかるためには、原子核物理や、重力が決定的なはたらきをする天体の物理の知識を必要とするから、そちらに進む人のてがかりとして専門のキーワードを入れておくことも必要なのだろう。わからない用語があっても読みすすめられる人ならばひとまず一気に読めるだろう。元素には、宇宙形成の初期にできたもの、恒星内の平常時の核融合反応でできたもの、超新星爆発でできたもの、他の元素に宇宙線が衝突してできたものがある。鉄よりも重い (核子数が多い) 元素の起源については、1957年のバービッジ (Burbidge) たちの「B2FHモデル」にしたがって説明されている。
第5章は、第2版で第4章から独立した章で、太陽系外惑星について。国立天文台長や放送大学教授をつとめた 海部 宣男 さんが教科書的に記述している。
第6章 (初版では第5章) は、編者の「人類がみずからの住む世界を理解するうえで天文学が重要な意義をもっている」という観点から、ふつう天文学の話題にふくめられない地球のことについて、地球科学・惑星科学を専門とする人に、天文学を学ぶ人にむけて、論述してもらったものである。節ごとにオムニバスになっていて、節のあいだの調整はしないで書かれたもののようだ。それぞれの節には、対象分野を学ぶ人にとっては教科書的な知見と、個性の強い執筆者の独特の主張とが唐突にいりまじっている。そのつもりで読めばおもしろいと思う。
– 6.1 水惑星の形成と進化 /阿部 豊、改訂:田近 英一
– 6.2 気象現象とそのしくみ /松田 佳久
– 6.3 自然災害と地球のしくみ /浜野 洋三
– 6.4 地球環境と人間活動 /松井 孝典
– 6.5 地球温暖化 /住 明正
折りかえしのあとに本全体のくわしい目次をつける。
===== 目次 =====
[口絵]
シリーズ第2版刊行によせて /岡村 定矩、茂山 俊和 (日本天文学会 第2版化WG) 2017-01
シリーズ刊行によせて /岡村 定矩 (編集委員長) 2006-11
はじめに /岡村 2006-11
– [第2版にあたって] /岡村 2017-01
目次
第1章 現代宇宙観までの道のり /池内 了
– 1.1 天文学とはどんな学問か
– – 1.1.1 天文学の目標
– – 1.1.2 天文学の対象と手段の広がり
– – 1.1.3 天文学の特徴
– 1.2 古代・中世の宇宙観
– 1.3 天動説から地動説へ
– – [] ケプラー第3法則から万有引力の法則を導く
– 1.4 「銀河宇宙」の発見
– 1.5 膨張宇宙の発見からビッグバンへ
– – [] スペクトル
– – [] 放射線年代測定
– 1.6 現代宇宙論に投げかけられた2つの謎
– 1.7 現代の宇宙観測と技術開発
第2章 宇宙の起源と現在の姿
– 2.1 宇宙の誕生とその歴史 /佐藤 勝彦
– – 2.1.1 宇宙の創生
– – – [] 力の統一理論
– – – [] トンネル効果とゼロ点振動
– – 2.1.2 インフレーション
– – 2.1.3 ビッグバン宇宙の進化
– 2.2 現在の宇宙の姿 /佐藤 勝彦
– – 2.2.1 宇宙の階層構造
– – 2.2.2 銀河の姿と進化
– 2.3 銀河系と太陽系 /佐藤 勝彦
– 2.4 宇宙における距離の測定 /郷田 直輝
– – 2.4.1 「見かけの量」と「真の量」
– – – [] 絶対等級と見かけの等級
– – 2.4.2 距離の測定はなぜ重要か
– – – [] ドップラー効果
– – 2.4.3 宇宙の距離はしご
– – – ステップ 1: 太陽までの距離 (天文単位)
– – – ステップ 2: 太陽系近傍の星までの距離
– – – ステップ 3: 標準光源法による近傍銀河の距離決定
– – – – [] 運動星団の収束点法の詳細
– – – – [] 分光視差法と主系列フィット法
– – – ステップ 4: 遠方銀河までの距離
– – – – 球状星団の光度関数
– – – – 惑星状星雲の光度関数
– – – – 新星
– – – – 超新星
– – – – 銀河の距離指標関係
– – – – 面輝度ゆらぎ法
– – – – 標準光源法以外の方法
第3章 元素の起源 /望月 優子[主]、佐藤 勝彦
– 3.1 私たちの元素ワールド
– – 3.1.1 元素とは何か?
– – 3.1.2 元素はいったい何種類あるのか?
– – – [] 113番元素は「ニホニウム」に、元素記号は「Nh」
– 3.2 私たちの原子核ワールド
– – 3.2.1 核種とは何か?
– – 3.2.2 太陽系に存在する核種の組成
– – 3.2.3 原子核の崩壊と安定性
– – – [] 不安定核の寿命と半減期
– 3.3 ビッグバンと元素合成
– – 3.3.1 水素の誕生
– – 3.3.2 ヘリウムとリチウムの誕生
– – 3.3.3 軽元素の存在量: 理論と観測との一致
– 3.4 星の一生と重元素の起源
– – 3.4.1 恒星の誕生
– – 3.4.2 ppチェインとCNOサイクル
– – 3.4.3 星のタマネギ構造
– – – [] 二つの水素燃焼過程がもたらす大きな違い
– 3.5 超新星爆発と爆発的な元素合成
– – 3.5.1 重力崩壊型超新星はなぜ起きるか?
– – 3.5.2 重力崩壊型超新星による爆破的元素合成
– – 3.5.3 熱核反応暴走型の超新星爆発と元素合成
– 3.6 宇宙線の衝突で創られるまれな核種、Li Be B
– 3.7 鉄より重い元素の合成
– – 3.7.1 s過程
– – 3.7.2 r過程
– – – [] 現代の錬金術
– – 3.7.3 p過程
– – 3.7.4 今後の課題
– 3.8 銀河系内での元素の循環 — 星と星間物質の循環サイクル
– 3.9 私たちは星の子ども
第4章 太陽系
– 4.1 母なる星: 太陽 /向井 正
– – 4.1.1 太陽の過去
– – – [] 重力エネルギー
– – 4.1.2 太陽の現在
– – 4.1.3 太陽の未来
– 4.2 太陽系の諸天体とその特徴 /向井 正
– – 4.2.1 太陽系の角運動量
– – 4.2.2 太陽系天体の分類
– – 4.2.3 地球型惑星と木星型惑星
– – 4.2.4 惑星の金属核 (コア)
– – – [] 原始惑星の温度
– – 4.2.5 惑星の姿
– – – 水星、金星、地球・火星、木星・土星・天王星・海王星
– – 4.2.6 太陽系内の小天体
– – – 冥王星・太陽系外縁天体
– – – 彗星
– – – 小惑星
– – – 衛星
– – – 流星と隕石・惑星間塵
– 4.3 ケプラーの法則と万有引力 /中沢 清
– – 4.3.1 ケプラーの法則
– – 4.3.2 万有引力の発見
– – – [] 角運動量とその保存則
– – 4.3.3 ニュートン力学の確立
– 4.4 太陽系の起源 /中沢 清
– – 4.4.1 太陽系起源論の歴史
– – 4.4.2 現代的な太陽系起源論
– – 4.4.3 太陽系形成の標準モデル
– – – 太陽系星雲
– – – 惑星系の材料物質と微惑星形成
– – – 地球型惑星の起源
– – – 木星型惑星の起源
– – – 小天体の起源
– – 4.4.4 残された重要課題
– – – 天王星・海王星問題
– – – 星雲消失の時期
– – – 太陽系の特異性
第5章 太陽系外惑星 /海部 宣男
– 5.1 人間は宇宙の生命をどう考えてきたか
– – 5.1.1 宇宙生命の文化史
– – 5.1.2 科学からの考察: 楽観から悲観へ
– – 5.1.3 新たな宇宙生命楽観論の復活
– 5.2 太陽系外惑星の探索と発見
– – 5.2.1 太陽系はどうして生まれたか — 「奇跡」から普遍へ
– – 5.2.2 検証されなかった「発見」
– – 5.2.3 ドップラー法の提案と開発
– – 5.2.4 最初の発見
– 5.3 進む太陽系外惑星の観測
– – 5.3.1 ドップラー法観測の発展
– – 5.3.2 トランジット法とケプラー衛星
– – 5.3.3 重力レンズ法
– – 5.3.4 直接観測法
– 5.4 惑星数は一新された
– – 5.4.1 「灼熱巨大惑星」の発見
– – 5.4.2 「偏心軌道惑星」の発見
– – 5.4.3 スーパーアースの発見
– – 5.4.4 恒星の多くが惑星を持っている
– 5.5 太陽系・惑星系形成論へのインパクト
– – 5.5.1 太陽系の拡大と新しい惑星観
– – 5.5.2 原始惑星系円盤とその質量
– – 5.5.3 惑星の成長プロセス
– – 5.5.4 惑星どうしの力学的相互作用による不安定
– – 5.5.5 太陽系外惑星の形成現場と直接観測の展望
– 5.6 「宇宙生命との出合い」へのロードマップ
– – 5.6.1 ハビタブルな地球型惑星の探査・観測
– – 5.6.2 生命の存在が可能そうな惑星を見つけたら — 海と大陸
– – 5.6.3 バイオ・シグナチャーの観測
– 5.7 人類と宇宙・文明
– – 5.7.1 宇宙文明との電波通信 (CETI)
– – 5.7.2 CETI から SETI へ
– – 5.7.3 ドレイク方程式の現代版
– – – [] 太陽系における生命の可能性
– – 5.7.4 SETI観測の可能性
第6章 地球と人間 /永原 裕子
– 6.1 水惑星の形成と進化 /阿部 豊、改訂:田近 英一
– – 6.1.1 水惑星地球の特徴
– – – [] プレートテクトニクスと大陸移動説
– – 6.1.2 水惑星の形成の条件
– – 6.1.3 H2O の取り込み
– – 6.1.4 H2O の地表での保持
– – 6.1.5 液体の水の出現
– – 6.1.6 地球海洋形成のシナリオ
– – 6.1.7 水惑星の維持
– – 6.1.8 水惑星の形成条件: 火星・金星との比較
– 6.2 気象現象とそのしくみ /松田 佳久
– – 6.2.1 はじめに
– – 6.2.2 水平対流
– – 6.2.3 金星の夜昼間対流
– – 6.2.4 地球の成層圏の循環
– – – [] 大気の成層構造
– – – [] コリオリ力
– – 6.2.5 地球の対流圏の循環
– – 6.2.6 火星の循環
– – 6.2.7 金星のスーパー・ローテーション
– – – [] 地球と金星の大気に働く遠心力のモーメント
– 6.3 自然災害と地球のしくみ /浜野 洋三
– – 6.3.1 自然災害とは何か
– – 6.3.2 地球システムにはたらく力
– – – [] 潮汐力と潮汐摩擦
– – 6.3.3 地球表層活動のエネルギー源
– – 6.3.4 地球内部活動のエネルギー源
– – 6.3.5 地震現象と災害
– – – [] 地震モーメントとマグニチュード
– – 6.3.6 火山噴火と災害
– – 6.3.7 気象災害と気候変動
– – 6.3.8 地球の電磁環境と災害
– 6.4 地球環境と人間活動 /松井 孝典
– – 6.4.1 はじめに
– – 6.4.2 地球システム
– – 6.4.3 人間圏の誕生
– – 6.4.4 人間圏の拡大 — 今地球に何が起こっているか
– – – 異常気象 / オゾンホール問題 / 砂漠化 / 氷河の縮小 / 森林面積の減少 / 資源・エネルギー問題 / 食糧問題
– 6.5 地球温暖化 /住 明正
– – 6.5.1 放射平衡と温暖化
– – – [] 地球の放射平衡温度
– – 6.5.2 地球温暖化のシミュレーション
– – – [] 気候モデル
– – 6.5.3 地球温暖化の検証と原因推定
– – 6.5.4 地球温暖化の将来予測
– – 6.5.5 今後の問題
第7章 時と暦 /岡村 定矩[主]、福島 登志夫
– 7.1 時間と時刻の表現
– – 7.1.1 時とは何か: 時刻系
– – – [] カーナビと相対論的効果
– – 7.1.2 1秒の定義
– – 7.1.3 平均太陽時
– – 7.1.4 経度と標準時
– – – [] 経度を求める時計職人と天文学者の戦い
– – 7.1.5 世界時と国際原子時
– – 7.1.6 日常生活の時刻系: 協定世界時と日本標準時
– 7.2 暦
– – 7.2.1 暦の種類
– – 7.2.2 天体運動の周期性: 太陽日、朔望月、太陽年
– – 7.2.3 現在の知識
– – 7.2.4 現代の暦の成立過程
– – 7.2.5 日本の暦
– – – [] 旧暦の暦法概略
– – 7.2.6 二十四節気、雑節、六曜
– – 7.2.7 暦日を遡る
– 7.3 天体の見え方
– – 7.3.1 日周運動と年周運動
– – 7.3.2 月の満ち欠けと内惑星・外惑星の見え方
– – 7.3.3 日食と月食
参考文献
索引
執筆者一覧
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