「宇宙は大きい。あなたはそれがどれほど広大で、巨大で、気が遠くなるほど大きいか信じられないでしょう.つまり、化学者への道のりは遠いと思うかもしれませんが、それは宇宙へのピーナッツです。」 – ダグラス・アダムス、銀河ヒッチハイク・ガイド
平均的な人にとって、私たちが故郷と呼ぶ惑星は巨大です。赤道では、地球の円周は 24,901 マイルまたは 40,000 キロメートルです。その距離には約 8,300 時間かかりますが、これは 346 日弱です。気が遠くなるほどの距離のようです。しかし、次の太陽系に到達するために移動しなければならない距離を考えると、それは問題ではありません。
私たちの周りの宇宙については、まだまだ知らないことがたくさんあります。既知の宇宙について私たちは何を知っていますか?また、まだ解明しようとしているものは何ですか?
家の近く:太陽系
「銀河系の西側渦巻腕の時代遅れな端の未知の僻地のはるか彼方に、無視された小さな黄色い太陽があります。」 – ダグラス・アダムス、『銀河ヒッチハイク・ガイド』
人類が故郷と呼ぶ宇宙の小さな隅は、物事の壮大な計画における小さな黄色い点です.そこには 8 つの惑星と、小惑星、準惑星、その他まだ発見されていない無数の小さな天体があります。太陽系の住人たちをさくっと駆け抜けよう。
太陽と内惑星
黄色の星は約 46 億年間燃え続け、燃料が尽きて膨張し始めるまでに、さらに 50 億年間燃え続ける可能性があります。次に来るのは内惑星です — 水星、金星、私たちの故郷である地球と火星は、おそらく次の主要な人間のコロニーになるでしょう.
小惑星帯と外惑星
火星の向こうには小惑星帯があり、さまざまな大きさの小惑星が何百万個も集まっています。ベルトを過ぎると、木星、土星、天王星、海王星などの外惑星があります。これら 4 つの植物はすべて巨大なガス巨星であり、木星と土星の 2 つにはそれぞれ数十個の衛星があります。
トランスネプチューン地域
海王星を通り過ぎると、トランスネプチューン領域に入ります。冥王星は以前は惑星として認識されていましたが、サイズが小さいため、国際天文学連合 (IAU) は 2006 年に冥王星を準惑星に格下げしました。Ultima Thule などの他の準惑星は、海王星の外を周回しています。最後に、少なくとも天文学者が知る限り、オールトの雲は太陽系を取り囲む球状の雲で、太陽系の形成の際に残った氷の塊でできています。
その先には太陽圏があり、太陽系のまさにはずれです。ヘリオスフィアは、太陽が発する太陽風と、その境界を越えた星間風とのバランスによって、太陽系を取り囲む泡です。
太陽系の探査は簡単に思えるかもしれませんが、私たちの住む星系の端にたどり着くには、多くの時間と労力が必要です。 1977 年に打ち上げられたボイジャー プローブは、現在太陽圏を出て星間空間に到達した唯一の人工乗り物です。ここでは、太陽系の事実にほとんど触れていません。まだ質問できるほど十分にわかっていないことを含め、学ぶべきことがたくさんあります。
星間地域:天の川銀河
既知の宇宙の探査における次の目的地は、星間地域です。太陽系は、天の川銀河の外縁に位置し、中心部にある超大質量ブラック ホールの周りを回転する渦巻腕の 1 つに位置しています。一度に理解するには多すぎるように聞こえるかもしれません。
私たちの故郷の銀河は差し渡しが約 120,000 光年あります。中心に膨らみのある平らな円盤のように見えますが、宇宙には真に平らなものはありません。それは、大マゼラン雲と小マゼラン雲として知られる他の 2 つの大きな銀河の間に位置しています。何千年もの間、これらの 2 つの銀河は天の川銀河を引っ張り続けており、独特の歪んだ形をしています。私たちの星を含めて 2000 億個以上の星が集まっていますが、私たちが見ることができるのは約 10% だけです。
その数が少ないのは、そこまで見えないからではなく、ほとんどの銀河が暗黒物質を持っているからです。暗黒物質は光やエネルギーを放出しないため、既存のセンサーでは見えません。重力がどのように相互作用するかを見ることができるという理由だけで、そこにあることを知っています。そこに何かがあり、何かが銀河の 90% を構成していることを私たちは知っています。暗い物質と明るい物質の 90/10 の比率は規則ではありません。銀河によっては、ほぼ完全に暗黒物質で構成されているものもあれば、暗黒物質がまったくない銀河もあります。
スターの誕生と死
星は何十億年も燃え続けます。私たちの黄色い太陽は、46 億年以上にわたって燃え続けています。最終的に燃料がなくなる前に、おそらくさらに何十億年も燃え続けるでしょう。この驚異的な寿命にもかかわらず、これらの天体は無限ではありません。星はどのように生まれ、どのように死ぬのですか?
星は、ヘリウムや水素などの一般的な元素で満たされたガスと塵の巨大な雲である星雲として生まれます。何百万年もの間、雲は回転し始め、重心を形成し、すべての塵とガスを最終的に星になるものの中心に向かって引き寄せます.重力と圧力が十分に高くなると、水素原子とヘリウム原子の原子核が一緒に崩壊します。核融合として知られるこの作用は、星を点火するのに十分です。
星のライフ サイクル全体を通して、燃料供給（通常は水素）によって燃焼します。燃料の供給がなくなると、星は死に始めます。これがどのように起こるかは、星の大きさによって異なります。私たちの黄色い太陽のように、膨張し始めるものもあります。それは赤色巨星になり、ほとんどの内惑星を飲み込む可能性が高い.最終的に、余分な星の質量が吹き飛ばされ始め、太陽系の中心に小さな白色矮星が残ります。
知られている宇宙は何兆もの星で満たされています。それは、最終的にどれだけ大きくなるかによって異なります。空に見える星の多くは、すでに寿命を迎えて死んでいます。彼らの光は今、地球に届いています。
空虚から成長する銀河
天の川銀河は渦巻銀河として知られていますが、既知の宇宙を構成する 3 つの異なるタイプの銀河の 1 つにすぎません。天文学者は、これらの銀河を楕円形、渦巻き形、不規則形の 3 つの主要な形に分類しています。
私たちが故郷と呼ぶ銀河のように、渦巻銀河はしばしば中心に膨らみのある平らな円盤として現れます。その膨らみは通常、銀河を回転させる超大質量ブラックホールです。楕円銀河は、天文学者が観測した銀河の約 1/3 を占めています。それらは巨大で、差し渡しが最大 300,000 光年ありますが、古いものでもあります。それらは多くの塵を含んでおらず、通常、新しい星を形成しません。
不規則銀河は、これら 2 つのカテゴリのいずれにも分類されません。これらは、私たちが観測できる最も古い銀河であることが多く、楕円銀河または渦巻銀河が形成される前にさかのぼります。
間のスペース
星間を移動することは、現在私たちの能力を超えています。私たちの最も近い星間隣人は、地球から約 4.25 光年離れた連星系であるプロキシマ ケンタウリです。光の速さで移動できるとしたら、その移動には約 4 年 3 か月かかります。私たちの既存の宇宙旅行技術では、同じ旅行に約 6,300 年かかります。これは、天の川銀河内のシステム間の旅行を考えただけです。
銀河を後にすると、銀河間空間と呼ばれるものに入ります。長い間、天文学者は銀河間空間は空であり、永遠に広がる巨大な黒い空間であると理論付けてきました.それが不正確であることがわかりました。銀河間媒質または IGM は、銀河間の空間を埋めています。この物質は、イオン化された水素でできており、他のより重い元素が散らばっています。
観測可能な宇宙:何が見える?
スペースが大きいと述べたことを覚えていますか?真鍮の鋲に関して言えば、宇宙がどれほど大きいかはわかりません。推測または見積もりを行うことができます。それにもかかわらず、私たちが故郷と呼ぶ宇宙についての現在の理解は、私たちが観察できるものに完全に基づいています。私たちが見ることができるものは、光の速度によって制限されています。一部の科学者は、宇宙が無限である場合、宇宙の一部が 遠く離れた場所で光を発しているため、まだ地球に到達していないという理論を立てています。宇宙が無限ではなく巨大であるとしても、私たちが観測できる範囲を超えた場所がまだまだあります。
私たちの宇宙の端が、単に次の宇宙の始まりである可能性も十分にあります。一部の研究者は、私たちの宇宙は多くの宇宙の 1 つにすぎず、大規模で無限の多元宇宙の一部であると理論付けています。宇宙も終わり、それを超えたものは無限の虚空に落ちてしまう可能性があります.私たちは非常に多くの質問に対する答えを知りません — そして、まだ質問することさえ考えていなかった多くの質問.
既知の宇宙:まだわかっていないこと
私たちは既知の宇宙についてあまり知らないので、何を質問すればよいかさえわかりません。暗黒物質や暗黒エネルギーが何であるかはわかりません。私たちは、それらの存在下で重力がどのように作用するかによって、それらが存在すると理論付けました。私たちは SF でエイリアンの生命体のアイデアが大好きですが、生命が他の場所に存在するかどうかはわかりません。
私たちは自分たちの生物学や、地球がより小さなスケールでどのように機能するかについてさえ理解していません。地球の核や海の深さについて私たちが知っていることはすべて、慎重な遠隔観測から得られたものです。私たちの月がどこから来たのかさえ、確実にはわかりません。
私たちは、故郷の惑星の表面をかろうじて傷つけただけで、時には文字通りです。学ぶことが多すぎて、まだわかっていないことを理解するのに十分な知識がありません。
宇宙を詳しく見る
スペースは大きいですが、私たちが理解していることを詳しく調べることで、スペースを少し小さくすることができます。既知の宇宙は巨大な記述子のように聞こえるかもしれません。しかし、それは私たちが宇宙について知っていることのほんの一部にすぎません。一緒に宇宙を詳しく見てみましょう。
