宇宙の膨張と宇宙の年齢
宇宙は観測から膨張していることがわかっています。
空気塊くん
膨張しているということはさかのぼると宇宙の大きさはどんどん小さくなるよね
うさぎさん
そうだね
空気塊くん
小さくしていった結果、もうこれ以上小さくできない点まで小さくなったときが、宇宙の始まりだと考えることができるよ
簡単に言うと、宇宙の膨張しているスピードから逆算して、宇宙が誕生してからの年齢が138億年であると導き出されました。
うさぎさん
138億年！！すごく長いね
空気塊くん
逆に宇宙の年齢が有限であることに驚いた人も多くいたみたいだよ
宇宙の始まり
宇宙が最初小さい点であれば、その状態はとてつもなく高温高密度であったと考えることができます。この状態の宇宙を火の玉宇宙といいます。
そこから宇宙は広がり続けて現代にいたります。
・宇宙は大きくなり続けている
・宇宙の温度は下がっている
・単純な物質から複雑な物質ができてきている
空気塊くん
宇宙の始まりから現代までの説明はややこしい言葉が多く登場するけど、上の３つのポイントを押さえておくとわかりやすいよ
宇宙の進化を、「小さく熱い状態から、大きく冷たい状態」に移り変わっていると考える理論をビッグバンモデルといいます。
うさぎさん
ビッグバン！聞いたことある
空気塊くん
ビックバンじゃなくてビッグバンだから気を付けてね
点から原子の誕生
空気塊くん
まず宇宙では素粒子が作られるよ
うさぎさん
素粒子？
空気塊くん
細かく言うと難しいのだけど、ここでは陽子や中性子の元になる物質だと思ってくれたらOKだよ
うさぎさん
はーい
空気塊くん
素粒子は、そのあと陽子や中性子になるよ。陽子は水素の原子核と考えてOKだよ。そして、陽子と中性子がくっついてヘリウム原子核ができるよ。
うさぎさん
それは聞いたことがある
空気塊くん
ちなみにここまでの所要時間は約３分だよ
うさぎさん
はや！！
宇宙の晴れ上がり
空気塊くん
宇宙ができてから約38万年後に宇宙の晴れ上がりが起きるよ
うさぎさん
宇宙の晴れ上がり？
空気塊くん
宇宙の晴れ上がりが起きるまでは電子が好き勝手動いていて光は電子にぶつかって直進できなかったんだ。宇宙が膨張して温度が低下したことで、電子が原子核と結びついたから、光が電子にぶつからずに直進できるようになったんだよ。
光が直進できるようになったことを宇宙の晴れ上がりという。
三葉虫くん
ちなみに原子核と電子が結びつくことで原子になったよ
恒星の誕生
原子同士が集まって、宇宙ではどんどん大きく複雑なものが形成されていきます。
空気塊くん
宇宙では時間をかけて恒星、そして銀河が形成されるんだ
うさぎさん
壮大だね
宇宙のこれから
うさぎさん
宇宙はこれからも膨張を続けていくと考えられているよ
空気塊くん
大きくなり続けるの？
うさぎさん
それについてはいろいろな説が考えられているよ。
空気塊くん
膨張し続けると考える説や、収縮を始めると考える説など色々あって調べてみると面白いよ
ビッグバンと宇宙元素組成
宇宙の元素組成は離れた銀河の恒星でも星間ガスでもほとんど違いがなく、水素が約９２％でヘリウムが約８％という値になっています。
空気塊くん
この元素組成を宇宙元素組成というよ
図「宇宙元素組成」うさぎさん
ほとんど水素だね
空気塊くん
宇宙元素組成は宇宙の遠く離れた場所も近くもこの組成ということを表しているんだ。このことから、宇宙がもともと小さくて大きくなっているというビッグバンモデルの根拠の一つだと言われているよ
うさぎさん
なるほどー
