宇宙生物学者のケイレブ・シャーフ、イラストレーターのロン・ミラー、5W インフォグラフィックスによる新刊『The Zoomable Universe』では、宇宙の 62 桁を巡ります。
ロン・ミラー、ズーム可能な宇宙
ロン・ミラー、ズーム可能な宇宙
豪華な新しいコーヒーテーブル本ズーム可能な宇宙:ほぼすべてからほぼ何もないまで、宇宙規模の壮大なツアー Caleb Scharf が執筆し、Ron Miller と 5W Infographics がイラストを担当したこの作品は、急速な科学的発見を経験している人類史上の特別な時期に到来していますが、同時に、宇宙そのものがこれまで、あるいはこれからも科学にアクセスしやすくなるという、宇宙的にも特別な時期に到来しています。
この本は、長い間科学的解説のフックとして機能してきた自然の鱗を巡る段階的な旅を再訪しています。特にロバート・フックの 1665 年のベストセラー顕微鏡で採用されました。 そして高く評価された1977 年の短編映画パワーズ・オブ・テン 。 しかし、科学は進歩し続けており、ロシア人形宇宙についての私たちのイメージは、過去 40 年間で劇的に鮮明になりました。 「私たちがやりたかったのは、資料を更新することです」とコロンビア大学の宇宙生物学者で惑星科学者のシャーフ氏はクアンタに語った。 。 10 のべき乗について インスピレーションとして、彼は「印刷された本でそれを行うと、良い意味で物事が遅くなる」と付け加えました。
最先端の事実、生き生きとした散文、豪華なイラストが詰め込まれたこの本は、読者を幅 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 メートルの観測可能な宇宙の広角ビューから、 0.00000000000000000000000000000000001 メートル単位。その過程で、物で満たされたいくつかのスケール、空に見えるスケール、そしてスケールの大きな違いを超えて宇宙が驚くほど似ているように見えるスケールも見えてきます。 「小さな部分が大きな部分のように見えます」とミラーは言いました。
しかし、私たちは自分自身を幸運だと考えるべきです。探索すべき宇宙の大きさが 62 桁も常にあるわけではありませんし、今後も常に存在するとは限りません。シャーフ氏が説明したように、「時計の針をビッグバンまで遡ると、明らかに、因果関係のあるスケールの数が減り、空間自体が小さくなった時代があったことがわかります。」同様に、「現在の加速膨張を仮定して 1,000 億年後の将来を推定すると、私たちが銀河系や地元の銀河群を超えて何かを見ることは本質的に不可能になります。」シャーフ氏は、これは私たちが特別な時代に生きていることを意味しているようだと語った。そして彼は、「将来の誰かが宇宙の仕組みを理解できるだろうか？」と考えました。
ズーム可能な宇宙から厳選されたイラストと軽く編集された抜粋 フォローしてください。
直径約 1027 メートルの観測可能な宇宙は、泡状であると同時に粒状でもあります。シンクやお風呂を空にしたときに残る石鹸カスに少し似ており、泡の輪郭は、暗い物質と発光物質の 3 次元の網目によって追跡されます。そのウェブには、重力が時空の膨張を圧倒する高密度の凝縮体が散りばめられています。直径1兆メートルの銀河の超銀河団があちこちにあります。これらの超銀河団の中には、別個の銀河団があり、数百、場合によっては数千の銀河の群れを保持する広く深い重力の井戸があり、すべてが中心の内外を周回し、高温のガスと冷たい暗黒物質の広大なプールとともに存在します。
銀河内の星の欠乏と比較すると、銀河間の典型的な分離自体は、それほど孤立的ではありません。たとえば、天の川の中心 (左端) からアンドロメダの中心 (一定の縮尺で表示) まで、約 2.5 × 1022 メートルの比較的控えめな湾があります。
ビッグバン後の最初の億年の間に、非常に大きな星の初期世代と銀河構造の始まりが形成されていたようです。これらの初期の星は、宇宙最初の重元素を生成し、星が老化し、膨張し、爆発するにつれてそれらを星間空間に放出するために重要でした。
生物の次に、惑星は宇宙で最も多様で複雑な物体かもしれません。既知の最も近い系外惑星であるプロキシマ ケンタウリ b は、その燃える赤色矮星の太陽によって引き起こされるオーロラで空が満たされている可能性があります。
40億年前の始生代の始まりに描かれた地球は、強力な熱力学的、化学的、そして放射線学的な機械です。惑星の表面と内部には、時間の経過とともにさまざまな現象が織り込まれています。気候から化石燃料に至るまで、私たちが当たり前だと思っている特性は、数十億年にわたって散らばった深いサイクルや偶然の出来事の結果です。
ケニアでは、自然のスケールを旅することで、真空の宇宙から数ズームするだけでゾウの群れの上にたどり着くことができます。彼らは金属製のジープに乗った神経質な人間の小さな群れを検査し、また検査を受けています。望遠レンズをさらにいくつかひねると、個々の厚皮動物が見えてきます。そしてウシツツキ鳥がその象の上に座り、硬い皮膚のひだからジューシーなシラミをこじ開けています。
鳥のくちばしに寄生するシラミは、4 億 8,000 万年前に進化した羽のない昆虫のグループの一部です。その意味で、シラミは鳥や象よりも外来生物であり、現在の苦境にもかかわらず、より成功している生物でもあります。
私たちが現在知っているように、生命は炭素という元素を中心に構築されています。炭素原子は、レゴ セットのお気に入りのピースのようなものです。最も野心的なプロジェクトを常に完了できるようにするピースです。炭素原子には 6 つの電子があり、そのうちの 4 つは他の原子の原子核に容易に引き寄せられ、それらの原子の電子と空間を共有します。量子的に言えば、これらの電子は炭素原子の周囲の空間確率のゾーンを占有し、それによって原子が他の原子と会合する、つまり、化学結合が形成されます。
典型的な原子核は、原子の体積の 1 兆分の 1 を占めますが、質量の 99.9 パーセントを保持します。このすべての空虚さは、10 ～ 11 メートルから 10 ～ 15 メートルのスケールの宇宙が驚くほど鈍いことを意味します。
陽子の内部は、私たちが予想していたよりもはるかに乱雑で洗練されていません。この複合物体は、あたかも 2 つのアップ クォークと 1 つのダウン クォークを単に含んでいるかのように外界から認識されますが、それは話の一部にすぎません。陽子のスケール以下では、「粒子」と「波」で構成される現実についてのこれまでの考えを修正するのが理にかなっています。代わりに、いわゆる「フィールド」と「量子」について考えたほうが有益です。池の波紋は一つの例えです。
Caleb Scharf 著『THE ZOOMABLE UNIVERSE』からの抜粋、Ron Miller と 5W Infographics によるイラスト。 Scientific American / Farrar, Straus and Giroux, LLC によって 2017 年 10 月に出版されました。本文の著作権 © 2017 by Caleb Scharf;イラストの著作権 © 2017 by Ron Miller;インフォグラフィックスの著作権 © 2017 by 5W Infographics。無断転載を禁じます。
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