半田 利弘 (2011) 一冊で読む 宇宙の歴史としくみ

  • 半田 利弘, 2011: 一冊で読む 宇宙の歴史としくみ。ベレ出版, 278 pp. ISBN 978-4-6064-303-4.

2011年12月に出た本。わたしは2021年1月に店頭で見つけた。天文学・宇宙物理学の入門読みものの本だ。題名は、出版社が 山賀 進 (2010) 『一冊で読む 地球の歴史としくみ[読書メモ]につづく企画として考えたもののようだ。

同じ著者が同じ年に出した『基礎からわかる天文学[読書メモ]と共通するところが多いようだ (わたしは『基礎からわかる天文学』の本を手ばなしてしまったので、いま見くらべることができないでいるが)。本書は『基礎からわかる天文学』の論点のうちから入門者むけのものをえらんで半分以下の長さにしたものにあたるだろうと思う。

しかし話題を提示する順序はちがう。それは「歴史としくみ」の本にしたからだ。「歴史」なので、時間の順序にそって、第1章はビッグバンからはじめ、物質ができ、光と物質がわかれ、原子核と電子からなる中性の原子ができた、という話をする。第2章はいまも続く宇宙の膨張の話になる。そのつぎからは、「歴史」でなく いわば「地理」の観点になるとことわって、空間規模の小さいほうから大きいほうへ、第3章で太陽をはじめとする個別の恒星の一生の話、第4章・第5章で銀河の話、第6章で多数の銀河からなる構造の話をしていく。第7章は惑星の話で、空間規模は第3章よりもさらに小さい。

もしわたしがこの本にそって授業をするとすれば (惑星の話題を別だてで考えるとして)、第3章の恒星の話からはじめて第6章まで行ってから、第2章、第1章と進めたいと思う。第1章・第2章からはじめられると、読者は対象についての印象をとらえにくいと思うのだ。化石がつかえる地球の歴史とちがって、宇宙の話をしろうとむけに「歴史」として提示することはむずかしいのだと思う。もし書き手が宇宙のはじまりを「見てきたように語る」ことができる人ならば、はじまりからはじめるのもよいかもしれない。しかし、半田さんは天文学の先生なので(そのうちでは多彩な著作があるが)、観測されている天体について語るほうが本領なのだと思う。

折りかえしのあとに くわしい目次をつける。

== 目次 ==
はじめに
目次
第1章 宇宙のはじまり
– 1.1 全てはビッグバンから
– – 空間も光も時間もない世界
– – ビッグバン以前の宇宙はどうだったか
– 1.2 本当の初めは特異点
– – 宇宙は特異点からはじまった
– – ビッグバンの後、インフレーションが起こる
– – インフレーションが起きたと考える理由
– 1.3 物質が誕生する
– – 宇宙で最初の物質は様々な粒子がごっちゃまぜ
– – クォークが集まり陽子となる
– 1.4 見通しすっきり、宇宙の晴れ上がり
– – 電離ガスで満たされた宇宙
– – 自由電子、原子核に捕まる
– 1.5 暗くてわからぬ暗黒時代
– – 中性原子ガスで満たされた宇宙
– – ゆらぎが育って銀河となる
第2章 宇宙の膨張
– 2.1 光でもドップラー効果
– – 分光スペクトルで銀河の運動を調べる
– – ドップラー効果で視線速度を測る
– 2.2 比例関係こそ重大発見
– – 銀河までの距離と視線速度には関係がある
– – ハッブルの法則は宇宙の膨張を意味していた
– 2.3 宇宙ってどこもだいたい同じ
– – それでも、宇宙には中心がない
– – 過去を知りたくて遠くを見る
– 2.4 宇宙の膨張は加速中
– – 宇宙の膨張の様子は一般相対性理論で予想する
– – 比例からのずれは加速膨張を意味していた
第3章 宇宙でのリサイクリング
– 3.1 広くて広くて広い宇宙
– – 太陽系の正縮尺模型を考える
– – 一番小さい恒星までの距離
– 3.2 星の形はなぜ丸い
– – 重力はどんな物体間にでも働いている
– – 1つの天体に働く主要な力はどれも等方である
– 3.3 ガスが集まりゃ星となる
– – 星間空間は事実上、真空である
– – 星間ガス雲ができるまで
– – 原始星ができるまで
– 3.4 揺りかごは円盤形
– – スター誕生!
– – 原始星ガス円盤ができる
– – 降着円盤から、双極ガス流が生じる
– 3.5 大人の星
– – 中心部で核融合反応が進んでいるのが主系列星
– – 重い星は高温で青白く、軽い星は比較的低温で赤い
– – 褐色矮星と浮遊惑星は体重不足の星
– 3.6 老人の星は赤くて大きい
– – 主系列星が大きく膨張して赤色巨星になる
– – 芯が残ると白色矮星になる
– 3.7 どさくさでできた金・銀・銅
– – 核融合は鉄でおしまい
– – 押しつぶされてできるのが中性子星とブラックホール
– – 超新星爆発が起きるしくみ
第4章 可憐なる銀河の世界
– 4.1 綺羅星渦巻く渦巻銀河
– – 銀河といえば渦巻銀河
– – 渦巻腕には裏も表もございません
– – 横向き銀河と正面向き銀河
– 4.2 渦巻銀河の膨らみと取り巻き
– – バルジ自体にもいろいろな形態がある
– – ハローの主役は球状星団
– 4.3 回って回って増える謎
– – 円盤で見られる “平坦回転曲線”
– – 腕が巻き込まない理由
– – 暗黒物質の手がかり
– 4.4 謎が解ければ渦も解け
– – 密度波理論で問題解決
– – 衝撃の銀河衝撃波理論
– 4.5 模様に乏しい楕円銀河と形が崩れている不規則銀河
– – どっちから見ても “楕円” な楕円銀河
– – 単純ではない、楕円銀河と渦巻銀河のバルジの関係
– – 不規則銀河は、その他いろいろ
– 4.6 銀河のどでかい奴と活動家
– – 大きさが違う矮小銀河と巨大楕円銀河
– – どこか普通ではない活動銀河
– – ブラックホールと降着円盤
– 4.7 爆発的星形成と銀河の衝突
– – よそ者が近づいたせいで起こったマイブーム
– – 銀河は合体で成長する
第5章 天の川も1つの銀河
– 5.1 天の川銀河の形と大きさ
– – 天の川と天の川銀河
– – 天の川銀河に属する恒星の総数
– 5.2 細長かった天の川銀河のバルジ
– – バルジの形を調べる
– – 棒状バルジの証拠は他にもある
– 5.3 いて座 A こそ銀河の中心
– – その名は いて座 A*
– – その正体はブラックホール
第6章 宇宙に連なる泡また泡
– 6.1 おとめ座に集まれ
– – アンドロメダ銀河と天の川銀河
– – いて座矮小銀河とマゼランガス流
– – 天の川銀河にもっとも近いおとめ座銀河団
– 6.2 不足を補う闇の物質
– – 銀河団で見つかった質量不足
– – 不足を補う暗黒物質
– 6.3 壁に群がる銀河たち
– – 未完のおとめ座超銀河団
– – ここにも登場、暗黒物質
第7章 太陽を巡る仲間たち
– 7.1 我が家の周りは意外に賑やか
– – 黄道面が太陽系の基準
– – 焦点と離心率
– 7.2 小粒でも今では主役
– – 小惑星は岩や鉄でできた小天体
– – 華麗な尾をもつ彗星
– – 運動の特徴で区別されるのが衛星
– – 太陽系起源の手がかりとなるのが小惑星や彗星
– 7.3 岩ほど硬い4兄弟
– – 小さいながらも重い芯がある水星
– – 温室効果で焦熱地獄と化した金星
– – 他とは違う特殊な惑星、それが地球
– – 意外と小さな火星
– 7.4 ガスと氷の4兄弟
– – むしろ太陽に似ている木星
– – 意外と木星に似ている土星
– – 横倒しで自転する天王星
– – 計算で発見された惑星、海王星
– 7.5 太陽系はこうしてできた
– – 塵が成長して微惑星ができ、原始惑星ができる
– – 岩石惑星が内側にできる理由
– – ガス惑星と氷惑星が外側にできる理由
– 7.6 のぞいてみたい他所[よそ]の惑星
– – 太陽系の外にある惑星を見つける
– – 恒星の動きで惑星を知る視線速度法
– – 明るさの変化で調べる食検出法
– – 灼熱ガス惑星と大離心率惑星

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