+R授業対象科目。第11回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照。

銀河の巨大ブラックホール
活動的銀河核、各銀河系中心にある巨大ブラックホール

はじめに／宇宙の観測-1：連続スペクトル

授業の進め方について
宇宙の情報をもたらすもの　いくつかあるけど、やっぱり「光」
電磁波の広がり　光も電磁波、波長によって呼び方が違う
スペクトル　虹をもっと拡張しよう
黒体放射　プランク関数は天体物理学において神関数
物体の温度と色　この関係を把握すれば今日はOk
大気の窓　地上観測と宇宙からの観測　

宇宙の観測-2：線スペクトル

光を色に分けるもの：分光器　プリズムと回折格子
太陽や星のスペクトル　線スペクトルの発見、暗い吸収線
ランプのスペクトル　そこには輝線が、見事な符合
原子と光　線スペクトルは元素の指紋
線スペクトルのでき方　星の大気を見通している、ということ
線スペクトルからわかること　ドップラー効果はお馴染みですか？

太陽の基本定数

太陽の大きさ　本当の大きさを実際に求めてみよう
太陽までの距離　1天文単位＝宇宙の広がりの出発点
質量と表面重力　そこには輝線が、見事な符合
表面温度とエネルギー　なんと便利ステファン・ボルツマンの法則
太陽の寿命　燃料は何だ？
光の速度　宇宙観測の神髄ここにあり！

恒星の距離と明るさ

星までの距離　年周視差＝1au を基線とした三角測量
近年の飛躍的な精度向上　衛星観測で宇宙が一気に広がった！
星の明るさ表現；等級とは　みかけの明るさはログスケール・・
星の本当の明るさ　同じ距離で比べよう＝絶対等級

恒星の分類

星のスペクトル分類　呪文のように覚える OBAFGK
星の色　星の光は黒体放射、なので色は温度！
星の色-等級図　別名HR図；天体物理学の出発点
星の大きさ　なんと便利ステファン・ボルツマンの法則
星の分類　主系列星、赤色巨星、白色矮星
星の質量と寿命　原理は太陽でやったことと同じです！

星団と星の進化

星団；群れをなす恒星たち　同時に星が誕生した！
星団の色等級図　そこから分かること・・まずは距離
　　　　　“　　　　　　さらに分かること・・星の進化と年齢！
散開星団と球状星団　何を物語っているのだろう？
星の誕生と進化　星の進化理論によって解き明かされたHR図
太陽の末路　赤色巨星から惑星状星雲、そして白色矮星へ

星の最後

白色矮星の発見　シリウスBの衝撃、原子の隙間
物質の隙間　実はスカスカだった
白色矮星を支えるもの　電子の縮退圧・・量子力学の帰結！
星の最後　質量によって異なる星の運命！
超新星爆発　ド派手な最後、「標準光源」として重要な一派もある
元素の起源と物質循環　私たちは過去の星から生まれた！

中性子星

パルサーの発見　地球外文明からの信号か？
パルサーの素性　質量と驚くべき密度、回転速度、、
その正体は中性子星　中性子の縮退圧・・量子力学の帰結！
中性子星を力学する　脱出速度を計算してみよう
なぜ電波パルスを出すのか？　そこには強力な磁場が。。
パルサーの変わり種　回転数の変化が意味すること

ブラックホール

相対論の登場　光は誰から見ても光速・・その帰結は？
特殊相対性理論　世界一有名な式　E = mc2
一般相対性理論　重力と光の不思議な関係
ブラックホールの予言　相対性理論の帰結、しかしそんなばかな、
ブラックホールは実在する！　観測事実にBHしか解はなし！
光を飲み込むのになぜ光る？　降着円盤というメカニズム

天の川銀河

銀河系の認識　天の川は無数の星の集合。鍵は距離測定
宇宙の距離はしご　あの手この手をつなげて距離を知る
ケフェイド変光星　宇宙の「標準光源」＝ホントの明るさを与える
天の川の見え方　いろんな成分があった。バルジ、円盤、ハロー
銀河系の回転と腕構造　密度波理論、不可解な回転が明らかに
星の種族　銀河の歴史を物語る！

系外銀河

星雲と島宇宙論争　「星雲」は銀河系の中、それとも外？
マゼラン雲とアンドロメダ星雲の距離　セファイドが決め手
銀河の分類　渦巻、楕円、棒、
銀河の回転　見えない力が働いている、ダークマター
衝突する銀河　銀河は結構込み合っている、壮大なマゼラン雲
銀河団　銀河は群れをなす！

膨張する宇宙

ハッブル・ルメートルの法則　宇宙は膨張している！
ハッブル定数　宇宙の歴史を意味する定数、その変遷
宇宙の距離決定　最も遠くにあるものは？
ビッグバン宇宙論　宇宙は1点から始まった！？
宇宙背景放射　宇宙開闢の名残！
超銀河団　宇宙の大規模構造はこうなっている！

ダークマターとダークエネルギー

ミッシングマス問題　宇宙にはなにかが隠れている！
ダークマターの問題　実は深刻な問題だ！
ダークマターの正体　わからん・・
宇宙膨張は加速している！　その原因＝ダークエネルギー
ダークエネルギーの正体　わからん・・
宇宙を構成するもの　ΛCDMモデルというカッコいい宇宙論

宇宙論

ビッグバン vs. 定常宇宙論　宇宙に始まりなんて、、、
宇宙原理　宇宙モデルを考える上での指導的原理、一様等方
ビッグバン理論の成功　元素合成、宇宙背景放射・・
　　“　　　　　　　の問題　救世主インフレーション宇宙論
宇宙は都合良くできている　だから私たちがいる ＝人間原理
ユニバースからマルチバースへ　あなたは想像できますか？

学期末に対面での筆記試験を行います。毎回の小テストと同等の難易度の問題を出題し、理解度を評価します。

平常点：毎回の授業終了時に出席カードでアンケートを実施し、質問・感想･要望を収集します。また、復習のための小テストを出題します。積極的な意見･質問、小テストへの取り組みを平常点として評価します。