る。
ビッグバン直後から 38 万年までは、原子の材料 である原子核と電子がバラバラに存在しており、そ
宇宙の暗黒時代って？
宇宙に最初の星が生まれる 宇宙に最初の星が生まれる
直前の時代
ビッグバン直後から
38万年までは、原子の材料
宇宙の平均温度は何度？
約 ２７０ ℃ （絶対温度で３ K) 約－２７０ ℃ （絶対温度で３ K)
地球上の気温は、最高が中東のセ氏58.8℃、最低が南極の－
89.2℃そして、平均気温は15℃ですが、宇宙の平均温度は－270 ℃ と途方もなく低温です。これは絶対温度で約3Kです。物体が最も冷 えたときの温度を０度と決めて計った温度を絶対温度といい、ケルビ ン（（K))で表します。絶対温度０表 ます。絶対温度 Kは
－273.15℃です。宇宙は初め高温高圧でしたが、ビッグバンで膨張 して冷えた結果３Kに下がったのです。これは宇宙のあらゆる方角 から電波が来ていることで分かり、宇宙背景放射と呼ばれています
。最近のWMAP（ウイルキンソン背景放射費等方探査機）などの観 測で、この温度にはわずかなゆらぎがあることも分かっています。
（WMAPによる宇宙マイクロ波背景放射の温度ゆらぎ。）
ビッグバンの証拠は ?
３ K 宇宙背景放射の発見 ３ K 宇宙背景放射の発見
１９６４年，アメリカのベル研究所のペンジアスとウィルソンは，通 信衛星技術に用いられるアンテナを開発するため，宇宙からくる マイクロ波の試験観測を していた。しかし彼らは，どの方向にア ンテナを回してみてもほぼ一定の強さで存在する雑音があること に気づいた この雑音こそ 宇宙が膨張していて かつては高温 に気づいた。この雑音こそ，宇宙が膨張していて，かつては高温 の火の玉（以下，ビッグバン宇宙）であったという一つの証拠なの である。
宇宙が膨張しているということは，昔にさかのぼるほどその体積 は小さく，密度も温度も高かったはずである。十分温度の 高い状 態では，物質は電離してプラズマという状態になる。この状態で は 輻射（光のこと）は電子に散乱されてまっすぐ進むことが でき は，輻射（光のこと）は電子に散乱されてまっすぐ進むことが でき ない。宇宙が現在の１０００分の１程に膨張したときに，輻射と物 質の相互作用が切れて，輻射は初めてまっすぐ進むことができ るようになった（これを宇宙の晴れ上がりという）。このとき輻射は
，数千度という高温であったが，宇宙が膨張する間にその温度を 下げて， 現在のような３K（約－270℃）という低温になった。彼ら の発見した雑音は正にこの高温の輻射の名残（宇宙背景放射）
の発見した雑音は正にこの高温の輻射の名残（宇宙背景放射）
ハッブルの法則とは？
銀河は距離に比例した速度 銀河は距離に比例した速度 で遠ざかっているという法則
宇宙には，銀河と呼ばれる巨大な星の集団がいくつも存在している
。銀河は我々から非常に遠いので，その距離を決めるのは至難の 業である。
しかし１９２２年，アメリカの天文学者ハッブルは，セファイドとよば れる 変光星の変光周期と真の明るさの間に一定の関係があること を利用 銀河 距離を観測から決定する と 成功 た
を利用して銀河の距離を観測から決定することに成功した。
銀河からくる光のスペクトルに現れるドップラー効果を使って、我々 に対する速度がわかる。
ハッブルは、銀河の距離と後退速度の関係を調べたところ、距離 の遠い銀河ほど，我々から速く遠ざかっていることを見出した（ハッ ブルの法則）
ブルの法則）。
このことは宇宙が一様に膨張しているためであると解釈するの が 最も自然である。ハッブルの発見は，膨張宇宙の確たる証拠として 迎えられた。
100 億年後宇宙は、どうなっ ているでしょう？
ているでしょう？
膨張しつづけると考えられています 膨張しつづけると考えられています。
宇宙はビッグバンのあと膨張を続け、ダークエネルギ ーという圧力に相当する力が働いて、膨張の速度が加 速しています。未来には膨張速度はさらに早くなり、永 遠に膨らみ続けると考えられています その結果宇宙 遠に膨らみ続けると考えられています。その結果宇宙 の温度は現在の３
K(約
-270℃)よりもさらに冷えて超低 温の世界になります。
また、星については、たとえば太陽のような恒星は
50また、星に ては、たとえば太陽のような恒星は
50億年ほどで寿命の最期となり、赤色巨星となって地球
は太陽に飲み込まれ失われてしまいます。そのあと太
陽は白色矮星となってしばらくは光っていますが、やが
て冷えて暗くなっていき、最後には見えなくなります。
制作：
明星大学２０１０年夏休み科学体験教室プロジェクトⅠ（天文宇宙）参 加者：
◆本冊子は、学生自主作成問答集を体験教室用に編集した教育用資料です。
◆画像の出典：NASA、諸天文台、他、のホームページから引用しました。
内容についてのお問い合わせは担当教員まで。
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