【ビッグクエスチョンズ宇宙 – スチュアート・クラーク】宇宙の基礎知識を習得！

THE BIG QUESTIONS Universe ビッグクエスチョンズ宇宙

宇宙に関する基礎知識を体系的に学ぶのであれば本書をお勧めする。私は最近、宇宙・生物に関する本を中心に読んでいるが、まず本書を読んで基礎知識を固めておけばよかったと後悔している。ケプラー・ニュートン・アインシュタインの宇宙学・物理学への貢献、下記に記載した代表的ビッグクエスチョンに答えながら宇宙への理解を深めていける。

宇宙とは何か？/ 宇宙はどのくらい大きいのか？/ 宇宙はいつから存在するのか？/ 星は何から作られたのか？/ 地球はどうやって誕生したのか？/ どうして惑星は軌道を外れないのか？/ アインシュタインは正しかったのか？/ ブラックホールとは何か？/ 宇宙はどうやって誕生したのか？/ 最初にできた天体は何だったのか？/ 暗黒物質とは何か？/ 暗黒エネルギーとは何か？/ われわれは宇宙塵から作られたのか？/ 火星に生命は存在するのか？/ われわれの他に知的生命体は存在するのか？/ 時間と空間を超えて旅行できるか？/ 物理法則は変化する可能性があるか？/ 別の宇宙は存在するのか？/ 宇宙はこれからどうなるのか？/ 宇宙は神の存在の証拠になっているのか？

宇宙学を語る上で最も大事な発見をした「ケプラー」「ニュートン」「アインシュタイン」が一体何を発見して、宇宙学に貢献したのか説明していこう。

ケプラーの惑星運動法則！

莫大なデータを解析をして、類似点のないように見える惑星の動きを三つの法則で導きだしたのがケプラーだ。ケプラーの法則を裏付けをするには、次に登場するニュートンが不可欠である。

第1法則（楕円軌道の法則）
惑星は、太陽をひとつの焦点とする楕円軌道上を動く。

第2法則（面積速度一定の法則）
惑星と太陽とを結ぶ線分が単位時間に描く面積は、一定である（面積速度一定）。

第3法則（調和の法則）
惑星の公転周期の2乗は、軌道の長半径の3乗に比例する。

ニュートンの万有引力！

りんごが木から落ちるのを見て、重力の法則を発見したとされるニュートン。宇宙において全ての質量を持つ物はお互いに引き合う力を及ぼす事を発見した。これが万有引力である。この万有引力の理論によって、ケプラーの惑星運動の法則を証明することができた。

「特殊相対性理論」「一般相対性理論」については下記記事にて、分かりやすく解説している。合わせて読んでみてほしい。

世界一周すると59ナノ秒タイムスリップする！相対性理論を理解しよう！

相対性理論をベースにある物理学者が面白い実験を行っていて、興味深い結果が出ているので紹介したい。その実験と結果の内容は、「地上に置いた時計」と「世界一周している飛行機の中に置いた時計」を比べたところ、世界一周から帰ってきた飛行機の中の時計の方が59ナノ秒（0.000000059秒、ナノ＝10億分の1）遅れていたのだ。