宇宙地球科学 1 2013/05/28
林田 清
http://wwwxray.ess.sci.osaka-u.ac.jp/~hayasida/
の下の“授業”に資料あり
大阪大学CLEにも同じ資料を置く予定
授業概要・目標
授業の目標：人類は、自分自身が存在するこの世界を理解するた め、長きにわたってさまざまな観測や実験を重ねてきた。この講義で は、宇宙と地球に関わるいくつかの重要な基本概念の紹介を行うと ともに、遠い宇宙から地球に至る様々な天体について、それらを構 成する物質やその起源、あるいはそれらの歴史について述べ、そこ で発生する種々の現象やその原因、物理化学的構造、またそれらを 探る科学的手段などについて、初等的な知識から最新の観測に至 る宇宙観・地球観の解説を行う。
成績評価（宇宙編も地球編も）はレポートと出席。
参考文献（宇宙編に関して）
宇宙科学入門 尾崎洋二著 （東京大学出版会）
教養のための天文学講義、米山忠興著（丸善）
http://glencoe.mcgraw-
hill.com/sites/0010202009/student_view0/
（Explorations: An Introduction to Astronomy! という本の ホームページ）
ストーンヘンジ（イギリス）
夏至の日の日の出
写真は http://www.mhhe.com/physsci/astronomy/arny/instructor/ch01imagebank.html より転載 Copyright ©1999 The McGraw-Hill Companies
星座 全天で 88 個
写真は http://www.mhhe.com/physsci/astronomy/arny/instructor/ch01imagebank.html より転載 Copyright ©1999 The McGraw-Hill Companies
西洋占星術と黄道１２星座
西洋占星術の源流は、今から約４千年ほど前、チグリス・
ユーフラテス川流域 。
図は http://www.mhhe.com/physsci/astronomy/arny/instructor/ch01imagebank.html より転載 Copyright ©1999 The McGraw-Hill Companies
日食
中国の日食，月食の観測記録で最も古いものは紀元前 776年8月の月食と同じ年の9月の日食で，これはバビロ ニアでの記録より，各々55年，13年早い． (美星町 星 のデータベースより）
写真と図は
http://www.mhhe.com/physsci/a stronomy/arny/instructor/ch01i magebank.html より転載
Copyright ©1999 The McGraw- Hill Companies
2012/05/21
7:29
7:30
8:41
撮影：林田 理学研究科F棟より
月食
写真と図は
http://www.mhhe.com/physsci/a stronomy/arny/instructor/ch01i magebank.html より転載
Copyright ©1999 The McGraw- Hill Companies
2011/12/10の月食 撮影by林田
地球の大きさを測る
（エラストテネス BC235 頃）
シエネとアレクサンドリア（南北に位置する）の距 離800km
アレクサンドリアでの影の角度7.2度 これから推定される地球の直径は？
図はhttp://www.mhhe.com/physsci/a stronomy/arny/instructor/ch01i magebank.html より転載
Copyright ©1999 The McGraw- Hill Companies
付録）三角関数を使わずに
θが小さいとき(角度はradian単位）
a
b θ c
c=a sinθ ~aθ
=b tanθ ~bθ
A
B C
C=2A sin(θ/2) ~aθ
=2B tan（θ/2) ~bθ θ
アリスタルコスによる月の大きさの測定
http://kakuda.ed.niigata-u.ac.jp/semi/ob/thesis/99niwata_thesis2-21/space/before/before.html
アリスタルコスの地動説 (1) 恒星と太陽は 不動である。
(2) 地球は太陽を 中心として円運動で 回転している。
(3) 恒星天球は膨 大な大きさをもって いる。
月は地球の 大きさの約 1/3.5
図はhttp://www.mhhe.com/physsci/a stronomy/arny/instructor/ch01i magebank.html より転載
Copyright ©1999 The McGraw- Hill Companies
太陽までの距離
アリスタルコスは半月のときの太陽と月の角度から太陽 までの距離を月までの距離の約20倍と推定(現在の測 定では約400倍）
図はhttp://www.mhhe.com/physsci/a stronomy/arny/instructor/ch01i magebank.html より転載
Copyright ©1999 The McGraw- Hill Companies
月までの距離、太陽の大きさ
l
d D
L
l d L = D
例えばlmを決めてdmを測定する。 月の大きさDmがわ かっていれば月までの距離Lmが決まる。 太陽に関して も同様の測定をすると、太陽までの距離Lsがわかってい れば太陽の大きさDsがきまる。
（もっとも古い科学）天文学の発展
観測して現象に気がつくこと 現象を記録すること
多様な現象を整理すること（数字を使って）
現象を説明するための描像をたてて、それ を検証すること
より深く現象を見るための装置を開発する こと
天文学特有の単位 ～長さ
地球の１周 40,000km, 半径6,400km
太陽の大きさ～地球の約110倍
天文単位(AU)：太陽と地球の距離～1億5000万km
光年：光が1年間に進む距離 (光速=3ｘ108 m/s=30万km/s)
1光年～9.5ｘ1015m “遠くの天体を見ること～昔をみること”
パーセク
年周視差1秒角の距離
1pc=3.1x1016m=3.3光年
天体の大きさと距離 典型的に
恒星間の距離～1pc
銀河の半径～10kpc
銀河と銀河の距離～1Mpc
宇宙の地平線まで～5000Mpc
1″
1pc 1AU
質量、時間の尺度
質量
地球の質量~6x1024kg
太陽の質量～1M◎＝2ｘ1030ｋｇ
銀河の質量 ～ 1011M◎
時間
恒星の年齢 １00万年～１00億年
宇宙の年齢 １38億年
