福江 純 (2008) そこが知りたい天文学

  • 福江 純, 2008: そこが知りたい天文学 (大人のための科学)。日本評論社, 226 pp. ISBN 978-4-535-60034-8.

2008年5月に出た本。わたしは2010年9月に買ったのだが、とおして読まなかったようだ。2018年4月になって、地学概論の授業の参考に、目をとおしている。

このシリーズは、おとなの読者が科学リテラシーをもつことをめざした、高校のレベルからの、学習指導要領などにとらわれない、教科書的な本として企画されている。渡辺 正、北條 博彦 (2008) 高校で教わりたかった化学 [読書メモ]も同じシリーズなのだ。ただし本書の場合は、天文学だけで高校の地学の教科書と同じぐらいのページ数をかけているから、高校の地学で学ぶ内容よりはだいぶくわしくなっている。

著者は大学の教員養成課程の教授だ。わたしはその著書を読むのはこれがはじめてなのだが、たしかパソコン用の天体シミュレーションのプログラムの作者として名まえを見たことがあったと思う。

本書は、まず(全体の4分の1くらいのページ数をしめる)第1部で、天文学で使われる用語体系・概念体系の道具立てを説明する、という方針をとっている。これはわたしもやるべきだと思っていることだが、用語の羅列では退屈になるおそれがある。本書の記述ならば勢いがあるので退屈にならないと思う。
そのうち第1章では、「天文」「天文学」からはじめて、その内の専門を示すことばを、対象別や手法別に、日本語と英語であげている。科学研究の仕事に関する「観察・観測」「解析」「解釈」「理論」などのことばもとりあげられる。語源の話題では漢語、ギリシャ語、ラテン語も出てくる。
第2章は、数学というよりもむしろ単位のついた数量の話題。数量のオーダー(order of magnitude)を論じることもとりあげられる。
第3章は物理の概念。光のスペクトル、ドップラー効果、ニュートンの万有引力の法則。
第4章は、天文学特有だがその内では基本的な道具だて。天体を観測する方法とその装置である望遠鏡などのこと、天体の(見かけの)位置の表現、時刻の表現、天体の(明るさの)等級、天体の距離と視差。
第5章は、「天文学の業界用語」。第4章であげたもののように概念として重要ではないのだが、文献を読むうえで知っておくべき約束ごとがあげられている。

それから本論。
第6章は、神話から現代科学までの宇宙観の変遷。「天動説から地動説へ」など。神話の文脈でつくられたが今も天体の見かけの位置を示すのに生き残っている「星座」の説明もここでしている。
第7章は「天体の階層構造」とあるが、宇宙にはさまざまな空間規模の現象があることを見渡す (ほかの本の図の再利用だが、長さ尺度が100倍ずつちがう18個の画像をならべた「ここはどこ?」という図は印象的だ)。また宇宙の歴史のカレンダーなるものもある。宇宙の始まりの「ビッグバン」のころが詳しい。近未来も詳しく、そこにはまじめだがSF的な技術の将来見通しの項目もちょっと含まれている。
第8章は太陽について。見えている特徴、内部で起こっているエネルギー変換、「誕生」と「寿命」など。
第9章はそのほかの太陽系の天体。惑星(本書の時点では冥王星も惑星とされていた)、彗星、エッジワース=カイパーベルト天体など。太陽系の起源のシナリオ。
第10章は恒星について。スペクトル型と明るさを両軸にとったHR図で、主系列、赤色巨星、白色矮星。「星の進化」(質量の階級別のシナリオ)。元素はどこで生成されたか。
第11章は「ブラックホール」と「降着円盤」。
第12章は天の川銀河(われわれのいる銀河)の構造。
第13章はさまざまな銀河。
第14章は宇宙の膨張、「ビッグバン」からの宇宙の歴史、宇宙の将来についての見通し。
第15章は「ダークマター」と「ダークエネルギー」。
第16章は、地球の生命の歴史、生命が発生可能な惑星の条件、太陽系外の惑星の発見。
第17章は地球の環境についてのシステム論的なとらえかた。熱力学でいう非平衡開放系であること、Lovelockのガイア仮説とデイジーワールド モデルなど。(この部分は、地学ではありうるものの、天文学からははずれるような気もするが、著者にとっては天文学と人間生活とを結びつける意義のある話題なのだろう。)

本書の特徴として、画像がうまく使われていると思う。惑星にしても、銀河にしても、固有名が出てくるところにひとつひとつ画像がある。それぞれがA5判の本のページの半分から8分の1くらいの小さな画像なのだが、見やすくできている。白黒印刷で濃淡の階調がきれいに出ていることは印刷会社(三美印刷)の技術によるところも大きいと思う。

折り返しのあとに詳しい目次をつける。

== 目次 ==
まえがき
目次
Part 1. 宇宙を表す — 言葉と用語
1章 国語的な表現
– 天文学と宇宙
– – 天文と天文学
– – 宇宙と宇宙物理学
– 科学と科楽
– 天文学の対象
– 天文学の手法
– 天文学の研究
2章 数学的な表現
– 空間スケールと時間スケール
– 天文学の単位
– – 長さの単位
– – 質量の単位
– – 時間の単位
– – 温度の単位
– – 角度の “単位”
– ファクターとオーダー
3章 物理的な表現
– 光とスペクトル
– – 光の性質
– – スペクトル
– ドップラー効果と赤方偏移
– – 光のドップラー効果
– – 赤方偏移
– ニュートンの法則
4章 天文学的な表現
– 天体の観測
– – 観測システムの概要
– – 望遠鏡の構造と働き
– – – (1) 屈折望遠鏡と反射望遠鏡
– – – (2) 望遠居の性能
– – 観測機器の構造と働き
– – – CCD受光器とその性能
– [ものをみるということ]
– – 目の構造
– – 色の認識
– 天体の位置
– – 天球座標
– 天体の時刻
– – 太陽時と恒星時
– 天体の等級
– – 見かけの等級
– – 絶対等級
– 天体の距離
– – 視差
– – 年周視差
– – 距離指数
5章 天文学の業界用語
– – 専門用語
– – 数学記号
– – 定数と変数
– – 単位
– – 惑星記号
– – 星座記号
– – 天体の名前
Part 2. 宇宙を読む — 見えるもの見えないもの
6章 宇宙観の変遷 : 星座と神話
– 星座
– – 黄道12星座
– – 全天88星座
– 古代の宇宙
– – バビロニア神話
– – エジプト神話
– – インド神話
– – 中国神話
– – ギリシャ神話・ローマ神話
– – 日本神話
– 天動説と地動説
– – 天動説
– – 地動説
– ニュートンの宇宙
– アインシュタインの宇宙
7章 現代の宇宙像 : 天体の階層構造
– 天界のながめ
– ここはどこ
– わたしはだれ
8章 母なる星 : 太陽
– 太陽の素顔
– – 光球
– – 黒点
– – 紅炎
– – コロナ
– 太陽の生と死
– – 星の誕生
– – 大人の星
– – 老いた星
– [太陽エネルギー]
9章 太陽系最前線 : 構造と形成
– 惑星たち
– – 水星
– – 金星
– – 地球
– – 火星
– – 小惑星
– – 木星
– – 土星
– – 天王星
– – 海王星
– – 冥王星
– – 彗星
– – エッジワース=カイパーベルト天体
– 太陽系の起源
– – – (1) 原始太陽系星雲の形成
– – – (2) 微惑星の形成
– – – (3) 原始惑星の形成
– – – (4) 地球型惑星の形成
– – – (5) 木星型惑星の形成
– – – (6) 月の形成
10章 恒星の世界 : 星の種類と進化
– 星のスペクトルとHR図
– – スペクトル型
– – ヘルツシュプルング-ラッセル図 (HR図)
– 星の進化と終末
– – 星の進化
– – 星の終末
– – – (1) M ≦ 0.08太陽質量
– – – (2) 0.08太陽質量 ≦ M ≦ 0.46太陽質量
– – – (3) 0.46太陽質量 ≦ M ≦ 8太陽質量
– – – (4) 8太陽質量 ≦ M ≦ 30~40太陽質量
– – – (5) 30~40太陽質量 ≦ M
– – 星は宇宙の錬金術師
11章 活動する天体 : ブラックホール 降着円盤
– ブラックホールと降着円盤
– – ブラックホール
– – 降着円盤
– – ブラックホールX線連星
– – [はくちょう座X-1の発見]
– – 重力エネルギーで輝く
– 宇宙ジェット
– – ジェット天体 SS433
– – マイクロクェーサー
– [ガンマ線バースト]
12章 天界の大河 : 天の川銀河の構造
– 天の川俯瞰
– – 星団
– – 星雲
– 銀河系中心 いて座A*
13章 銀河の領域 : 銀河の分類と活動
– いろいろな銀河
– – 楕円銀河
– – 渦状銀河
– – 不規則銀河
– 銀河の活動
– – セイファート銀河
– – 電波銀河
– – クェーサー
– – とかげ座BL型銀河・激光銀河ブレーザー
14章 宇宙の変転 : ビッグバンと宇宙の未来
– 膨張する宇宙
– – ビッグバン
– – 宇宙の晴れ上がり
– – 宇宙の再電離
– – 銀河の形成
– – 太陽系の形成
– – 生命の誕生
– – 現在
– 宇宙の起源と未来
– – プランク時間
– – インフレーション宇宙
– – 宇宙の未来
– – – (1) 現在
– – – (2) 地球の未来
– – – (3) 銀河系の未来
– – – (4) 星々の未来
– – – (5) 物質の未来
– – – (6) ブラックホールの未来
15章 見えない宇宙 : ダークマターとダークエネルギー
– 宇宙の内容物
– ダークマター
– – ダークマターの証拠 : 飛び散るはずの銀河団
– – ダークマターの正体 : MACHO
– – ダークマターの正体 : WIMP
– ダークエネルギー
– – ダークエネルギーの証拠
– – ダークエネルギーの正体
16章 第二の地球 : 宇宙と生命
– 生命の発生
– – 地球の誕生
– – 生命の誕生
– – 最初の光合成生物
– – 酸素分圧の増加
– – 多細胞生物の出現
– ハビタブルゾーン
– – 惑星の放射平衡温度
– – 太陽系のハビタブルゾーン
– 系外惑星の探査
– – 系外惑星の発見
– [宇宙人はどこにいる!]
17章 青い惑星 : 地球システム
– 地球のながめ
– 非平衡開放系
– – 暗い太陽のパラドックス
– – 明るい太陽のパラドックス
– ガイア仮説
– – デイジーワールド
– – ガイア仮説
参考文献
付録1 単位と換算表
付録2 基礎物理定数
付録3 基礎天文定数
章末問題のヒントと解答
あとがき
索引

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