1. 天文学概論（第１回）
天文学概論
神奈川大学理学部
2010年度後期
担当：佐々木ほか

2. 本講義で扱うトピック
・私たちが住む太陽系
・惑星系の起源とその進化
・多様な太陽系外惑星
・銀河系と近傍銀河
・超新星と距離の梯子
・最新の宇宙論モデル
・初期宇宙と宇宙の構造形成

3. スケジュール
9/22 佐々木 ガイダンス
9/29 佐々木 太陽系（１）
10/6 佐々木 太陽系（２）
10/13 佐々木 星惑星形成（１）
10/20 佐々木 星惑星形成（２）
10/27 佐々木 系外惑星（１）
11/3 佐々木 系外惑星（２）

4. スケジュール
11/10 馬場 銀河系・近傍銀河（１）
11/17 馬場 銀河系・近傍銀河（２）
11/24 高梨 超新星・宇宙論（１）
12/1 高梨 超新星・宇宙論（２）
12/8 富田 初期宇宙と構造形成（１）
12/15 富田 初期宇宙と構造形成（２）
1/12 佐々木 全体のまとめ

5. 成績評価
・出席：50%
出席管理システムを使用
出席回数が7回に満たない場合は評価外
・レポート：50%
ミニレポート（2回に1回程度）
最終レポート（内容は最終講義で連絡）

6. その他
・教科書：
特に指定しない
各講師が参考書を紹介する予定
・連絡先：
講義に関する質問・要望・相談等は
佐々木貴教 takanori@geo.titech.ac.jp
へお願いします

7. 自己紹介
❖ 佐々木 貴教（ささき たかのり）
❖ 東京工業大学 大学院理工学研究科 地球惑星科学専攻
学術振興会特別研究員（PD）
❖ 2008年3月に東京大学で学位を取得
❖ 専門は 惑星の形成と進化 の理論研究
惑星系はどのようにして作られるのか
惑星系はどのように進化していくのか
我々は何処から来て何処へ行くのか？
生命を宿す 第二の地球 は存在するか？

8. 連絡先
❖ Sasaki Takanori Online：http://sasakitakanori.com
佐々木貴教 で検索してもすぐ見つかります
講義資料や参考図書の情報などを掲載します
❖ メール：takanori@geo.titech.ac.jp
本講義全体の代表メールアドレス
講義の感想, 質問, 要望, 相談
惑星科学全般についての質問
研究や研究者についての質問

9. 「天文学」とは？

10. 天文学とはどんな学問か？
私たちの頭上にある月や惑星や恒星から遠くの銀河に
いたるまでのさまざまな天体や天体の集団の、運動や形、
物理状態や物質の組成、時間変化（進化）や相互作用など
を研究するのが天文学の目標である。
[シリーズ現代の天文学１ 人類の住む宇宙]

11. 天文学の特徴
天体の歴史性（進化）を研究する学問である
天体には常に重力が働き、エネルギー放出を伴う
→ 全ての天体は「進化」する
観測は天体の進化の一段階を映すスナップショット
同じ種類の天体の異なった進化段階を観測
→ 天体の進化を読み解くことができる
様々な進化のタイムスケールが存在する
太陽：10億年を超える時間スケールで進化
超新星のニュートリノ反応：1秒以下で進行

12. 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

13. 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）

14. 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

15. 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

16. 天文学の歴史４：銀河宇宙の発見
太陽
ハーシェルの観測（天の川銀河）
恒星は限られた空間に円盤状に分布している
変光星セファイド
を用いた距離の測定
銀河が宇宙空間に散らばっている
「銀河宇宙」の発見

17. 天文学の歴史５：膨張宇宙の発見
ハッブルの法則 v = HR（H：ハッブル定数）
ほとんどの銀河は私たちから遠ざかっており
その遠ざかる早さ v は距離 R に比例している
→ 宇宙が一様に膨張しているとすると説明がつく
宇宙は一点から始まり急激に膨張（ビッグバン）

18. 天文学の歴史６：現代の天文学
宇宙図 http://www.nao.ac.jp/study/uchuzu

19. 天文学が扱う「宇宙」

20. 「宇宙」とは？
往古来今謂之宙
（往古来今、これを宙と謂う）
「宙」＝時間の概念
四方上下謂之宇
（四方上下、これを宇と謂う）
「宇」＝空間の概念
宇宙の研究 ＝ 空間や時間の始まりや果てを考える

21. 多様な宇宙の姿
多様な天体を扱う
多様な現象を扱う

22. 多様な宇宙の姿
様々な望遠鏡を用いて、様々な波長で天体を観測

23. 多様な宇宙の姿
様々な望遠鏡を用いて、様々な波長で天体を観測

24. 宇宙の空間的拡がり（宇宙の階層構造）
恒星（惑星系） 銀河群・銀河団
惑星 銀河 宇宙の大規模構造
サイズ小 サイズ大

25. ウロボロスの図
巨視的世界（宇宙）と微視的世界（素粒子）は
宇宙の進化を通じて結びついている

26. 宇宙の時間的拡がり（宇宙論）

27. 宇宙の歴史を１年で表すと

28. 遠方の宇宙＝過去の宇宙
8分前の太陽の光
約8分
130億年前の宇宙の姿
太陽
約130億年
観測されている最遠の宇宙
遠方の宇宙を見ることで、過去の宇宙の進化を知る

29. 天文学の中の「惑星科学」

30. 我々の住む太陽系
水 金 地 火 木 土 天 海
地球型惑星（岩石惑星）：水星・金星・地球・火星
木星型惑星（巨大ガス惑星）：木星・土星
天王星型惑星（巨大氷惑星）：天王星・海王星

31. 惑星形成論：惑星はいかにして誕生したのか
H,H
©Newton Press

32. 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？

33. われわれはどこから来たのか
われわれは何者か
われわれはどこへ行くのか
-Paul Gauguin

34. 参考図書

35. 連絡先
❖ Sasaki Takanori Online：http://sasakitakanori.com
トップページに講義資料へのリンクを載せておきます
今日の講義の資料も明日中には載せる予定
❖ メール：takanori@geo.titech.ac.jp
講義の感想, 質問, 要望, 相談
惑星科学全般についての質問
研究や研究者についての質問