天文宇宙検定に挑戦Vol.4～第1章「宇宙七不思議」後編～

前回の記事はこちら

文系の筆者が天文宇宙検定2級（高校理系レベル）に挑戦するシリーズVol.4です。

※勉強中の私が書いているため、間違っている部分があるかもしれません。
※覚えるために書いてるところもあるので、あしからず。

第1章2節　ブラックホールに落ちるとどうなるか？

用語をマスターせよ

ブラックホールについては、過去にトークイベントをしたこともあって少しは理解している（つもり）なので、重点を置くのは用語です。

シュバルツシルト半径
球対称なブラックホールの半径。
2×万有引力定数（G）×ブラックホールの質量（M）を、光速の二乗で割る。
でも試験本番では、いちいち計算するヒマはなさそうなので、覚えてしまいます！太陽の質量を持つブラックホールの半径は、3㎞だっ！
これさえ覚えておけば、あとは太陽の何倍かで計算可能です。
例えば、太陽の10倍の質量を持つブラックホールの半径は、10倍の30㎞になるのです。

黒洞
中国では、ブラックホールの事を黒洞というのだそうです。黒い洞窟。

ブラックホールの種類
電荷の有無と自転の有無によって、ブラックホールは4種に分けられます。
・電荷なし、自転なし（球）→シュバルツシルト
・電荷あり、自転なし（球）→ライスナー
・電荷なし、自転あり（軸）→カー
・電荷あり、自転あり（軸）→カー＝ニューマン

第1章3節　宇宙人は何種族ぐらいいそうか？

面白がるべし

おもしろいテーマですよね！
こういう計算をしてみるワークショップやってみたいな。

ドレークの式
天の川銀河内の宇宙文明を数えるための式。
電波で地球と交信可能な文明数（N）を、7つの要素から求めます。
(カッコ内は本当は下付き文字です)
N=R*×f(p)×n(e)×f(1)×f(i)×f(c)×L
R*　　1年で生まれる恒星の数≒20
f(p)　 恒星の周りに惑星ができる確率≒1
n(e)　 そのうち生命が進化できる惑星の数≒1
f(1)　 生命が誕生する確率≒1
f(i)　  知能生命まで進化する確率≒1
f(c) 　文明を電波を送れる技術まで発達させる確率≒1
L　　文明が電波を送れる年数＝1～1億？

これを計算すると、天の川銀河にあるだろう文明数は、
20～20億個くらいということになります。

高度宇宙文明とダイソン殻
地球よりもはるかに進歩した文明があってもおかしくないですよね。
文明はエネルギーを消費するから、その消費量によってレベルが変わってきます。
旧ソ連のニコライ・カルダシェフさんが分類したところによると
タイプ１は惑星規模のエネルギーを消費するレベル（今の地球）
タイプ２は恒星規模のエネルギーを消費するレベル。（ダイソン殻文明）
タイプ３は銀河規模のエネルギーを消費するレベル。

ダイソン殻とは、物理学者のフリーマン・ダイソンさんが1960年に提案したもの。太陽の周りをぐるっと囲んで、そのエネルギーをもれなく使っちゃおうというアイデアなのです。

コラム　ユニバースからマルチバースへ

最近、MARVELの映画「ドクター・ストレンジ」でも話題のマルチバース。
いったいどういうことなのでしょうか。

マルチバースは、宇宙が多数ある、ということ。そしてマルチバースにはレベルが１～４まであるそうです。
レベル1→同じ宇宙内だけど、無限の遠方に地球が無限個ある（？？？）
レベル2→インフレーション時、宇宙の一部が違う膨張の仕方をして生まれた別世界。物理法則は同じだけど、定数が異なる。
レベル3→確率的に、いろんな宇宙があるはずだ、という量子力学の考え方に基づく多世界。
レベル4→物理法則や数学的構造も全く違う世界。ハリーポッターの世界。たぶん。

1章まとめ・章末問題

1章から文系には厳しめな内容盛りだくさんです！
しかし、勉強したあとに章末問題10問を解いてみたら、8問正解することができました！

間違えたのはケルビン（K）を摂氏温度になおすの問題と天の川銀河全体を植民するのにかかる時間の問題です。あと間違えそうになったのはプランク時間。

・Kは絶対温度で、摂氏温度はK－237.15ということを覚えておく！
・植民地化にかかる時間は1400万年！（まるおぼえ）
・プランク時間は10の‐44乗秒！プランク長さは10の‐35乗メートル！

次回は第2章「太陽は燃える火の球か？」を勉強します！