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天文学ミニ講義
～世界観?宇宙観?生命観の大変革～
東京工業大学特任准教授
佐々木貴教

今日みなさんにお話しすること
?

「天文学」の歴史

?

「宇宙」とは？

?

宇宙の「大きさ」と「歴史」

?

太陽系「外」の惑星系の発見

?

宇宙は「地球」であふれてる！

天文学の歴史１：古代人の宇宙観

古代インドの宇宙観

古代エジプトの宇宙観

?神話の主題としての宇宙の起源
?神により宇宙や生命の誕生や死が決定されている
??→ 「科学」や「天文学」ではない

天文学の歴史２：天動説

アリストテレスの宇宙体系

地球の周りを惑星や太陽が回る

?複雑な円運動の組み合わせにより惑星の動きを説明
??→ 惑星の逆行運動も説明可、ただし極めて複雑になる
? 宇宙はもっと単純で美しい体系であるはず（あるべき）

天文学の歴史３：地動説
ニコラウス?コペルニクス（1473-1543）
?地動説（太陽の周りを地球が回っている）
?を最初に提唱した
?地動説の集大成「天球の回転について」
?コペルニクス的転回
ヨハネス?ケプラー（1571-1630）
?観測データ →「ケプラーの法則」
?惑星は太陽を焦点とする楕円運動をとる
?惑星は面積速度一定の速度で動く
?公転周期の２乗が長半径の３乗に比例

天文学の歴史３：地動説
ガリレオ?ガリレイ（1564-1642）
?自作の望遠鏡による天体の観測
?（木星のガリレオ衛星?金星?太陽黒点）
?→ 地動説が正しいことを確信
?宗教裁判「それでも地球は動いている」
アイザック?ニュートン（1642-1727）
?近代物理学?微積分法の祖
?万有引力の法則「プリンキピア」
?ケプラーの法則を理論的に説明
?地動説が正しいことを決定づけた

天文学の歴史４：銀河宇宙?膨張宇宙

恒星は限られた空間に円盤状に分布：「銀河宇宙」

? 宇宙は一点から始まり急激に膨張（ビッグバン）

天文学の歴史５：現代の天文学

宇宙図 http://www.nao.ac.jp/study/uchuzu

天文学が扱う「宇宙」

「宇宙」とは？
四方上下謂之宇
（四方上下、これを宇と謂う）
「宇」＝空間の概念
往古来今謂之宙
（往古来今、これを宙と謂う）
「宙」＝時間の概念

宇宙の研究＝空間や時間の始まりや果てを考える

宇宙の空間的拡がり（宇宙の階層構造）

銀河群?銀河団

恒星（惑星系）

惑星
サイズ小

銀河

宇宙の大規模構造
サイズ大

宇宙の歴史を１年で表すと
1/1

3月

5月

7月

9月

11月

137億年前
（宇宙誕生）

太陽系が生まれたのは何月何日？
地球が形成されたのは何月何日？
生命が誕生したのは何月何日？
人類が誕生したのは何月何日？

12/31

現在

宇宙の歴史を１年で表すと
1/1

3月

137億年前
（宇宙誕生）

5月

7月

9月

11月

12/31

現在

太陽系が生まれたのは8月20日
地球が形成されたのは8月31日
生命が誕生したのは9月16日
人類が誕生したのは12月31日23時52分！
明治時代の始まりは12月31日23時59分59.6秒！

太阳系から太阳系外へ

太陽系外惑星
太陽系：太陽を中心とする我々の住む惑星系
????（水?金?地?火?木?土?天?海）
太陽系外惑星：太陽以外の恒星の周りを回る惑星系

人類初の太陽系外惑星検出
1995年10月

Mayor & Queloz (スイスの観測チーム)
ペガサス座51番星の周りに Hot Jupiter が存在！

発見数

太陽系外惑星が続々と見つかる

発見年

太陽系外惑星系

多種多様な太陽系外惑星系が発見されている
生命を宿す「第二の地球」は存在するのか？

ケプラー宇宙望遠鏡
2009年3月に打ち上げ
トランジット観測により主に系外地球型惑星を探索

宇宙は地球であふれてる！
海王星サイズ

スーパーアースサイズ

地球サイズ
木星サイズ
それ以上

太陽系外惑星に生命は存在するか？

水が液体で
存在できる領域
ハビタブル?プラネット

「第二の地球」の発見へ向けて
?1995年?巨大ガス惑星の発見
?2002年?惑星大気の観測
?2005年?惑星赤外線輻射（惑星の温度）の検出
?2007年?Super-Earth系の発見
?2008年?惑星の直接撮像
?2010年?地球型惑星?Habitable Planet の発見
?20xx年?系外惑星リング?衛星の発見
?20xx年?地球型惑星の直接検出（測光＆分光）
?20xx年?地球型惑星の大気?バイオマーカー同定
?20xx年?地球外生命の発見！

フェルミのパラドックス
Where are they?
地球に似た惑星は恒星系の中で
典型的に形成されうる
＝地球外文明はたくさんある？
これまで地球外文明との接触の
エンリコ?フェルミ証拠は皆無である
= 地球外文明は存在しない？
（1901-1954）
天文学?生物学?数学?宇宙生物学等を巻き込む議論

いかに「宇宙」を目指すか
?研究者（大学?天文台?JAXA?NASA）
?技術者（工学実験?望遠鏡?探査機）
?宇宙飛行士
?サイエンスコミュニケーター（科学館?講演会）
?マスコミ（テレビ?新聞?出版）
?CGクリエーター（科学映像?教科書）
?宇宙旅行会社（ベンチャー企業）
?政治家（宇宙開発事業の振興）
?SETI@home ???????????...etc

僕が惑星科学者になるまで
幼少期：保育園を半分以上サボる
小学校：ファミコンにはまる（ソフト約350本）
中学校：スーファミにはまる（ソフト約150本）
高校：数学物理が苦手、国語が超得意
浪人：自宅で自由に勉強（研究者と同じ生活？）
大学：読書にはまる（小説を中心に約1冊/1日）
学科選び：地球のスペシャリストになろう！
修士課程：観測?理論?数理生物学！？
博士課程：mixiのオフ会にはまる
→ なんだかんだでプロの惑星科学者へ

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