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takahashicleaning · 2 years ago

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ＴＥＤにて

ジュナ・コールマイヤー：銀河とブラックホールと星々の最も詳細な地図

（詳しくご覧になりたい場合は上記リンクからどうぞ）

数千年にわたり人類は星を研究してきましたが、天体物理学者のジュナ・コールマイヤーは、特別な任務に就いています。

史上最も詳細な宇宙の３次元地図を作る任務です。かつてない詳細さで何百万という星々やブラックホール、銀河を画像化するスローン・デジタル・スカイ・サーベイでの彼女のチームの研究を通して宇宙の旅に出ましょう。

このままのペースで進めば、観測可能な宇宙に存在する大きな銀河の全てを2060年までに地図化できると彼女は言います。

貝殻で星を表現するところから始まり、数千年で一般相対性理論に辿り着きました。そして、あと40年もすれば、全ての銀河を地図に表わせるのです。

子供の頃は、暗やみを恐れていました。暗い場所にはお化けがいますよね。私は部屋の外の小さな照明を点けていたので真っ暗ではありませんでした。しかし時とともに恐怖心は好奇心へと変わりました「真っ暗けには何があるの？」

そして、気付いたのです。暗やみを理解しようとすることは、何千年も人々を魅了してきたことであり永遠にそうかもしれません。その事が分るのは空を地図に表わそうとした古代の遺物があるからです。

この象牙は、３万年以上も昔のものです。オリオン座の彫刻だと言う人や暦だと考える人もいます。真実は分かりません。伏羲星図は６千年以上も前のもので、新石器時代の古代中国の墓で見つかりました。

中央の埋葬者の足元にある山積みになった貝殻は、北斗七星とされています。たぶんですが、ドイツで発見されたネブラ・ディスクは、謎に包まれたものではありません。天文学者でなくてもこれが月の満ち欠けか日食を表していると分かるでしょう。この小さな７つの点の集まりは、プレアデス星団の７人姉妹です。

どの事例においても要点は明白です。

はるか昔から占星術師、現代の天文学者は空を地図に表わそうとしていたのです。なぜでしょうか。物事を解明しようとすることは、銀河系に存在する一種族としての私たちの特技なんです。

私たちは地球のことを知っています。病気を治します。食べ物を調理します。地球外へ行くこともあります。しかし、簡単ではありません。宇宙を理解することは戦いです。

厳しい道のりで時と共に変化します（時間の概念も暦から創造しています）

そして、私たちみんなですることです。暗やみの中で暗やみに対抗する戦いです。だからオリオン座は、武器を持っているのです。ともかくこの戦いに加わるのなら戦場を知る必要があります。

ここが重要なのですが、空を地図に表わすには３つの要素が不可欠です。光を放つ天体。その光を捉える望遠鏡。そして、その光が一体何なのかを理解する助けとなる分析道具です。

大半の人は、目を使い月の満ち欠けを見てきたことでしょう。皆さんの目は、生まれ持った望遠鏡です。そして、脳を使い見た物を理解します。皆さんの脳は、生まれ持った分析道具なのです。

もしも、皆さんが相棒と一緒に30年以上を費やしたなら千の星を極めて正確に地図にできるでしょう。暗やみとの戦いの前線を押し広げるのです。

それが、天文学者のティコ・ブラーエと助手のヨハネス・ケプラーが1600年代にやったことです。彼らは前線を進め、惑星がどのように機能し、太陽の周りをどう動いているのか突き止めました（現在のデータに基づく理論は、これしかありません）

しかし、宇宙の大きさに私たちが気付いたのは、ほんの100年前くらいのことです。宇宙はただ無限のものであると感じるかもしれませんし、実際そうなのですが、観測できる宇宙は有限です（占星術以外で観測機器の処理能力の向上によりデータにできるようになりました）

私たちは戦いに勝てるということです。しかし、宇宙の地図を描こうとすると皆さんと１人か２人の相棒だけではできません。宇宙の地図を作るには、軍隊を率いる必要があります。好奇心旺盛で創造力があり、一緒に戦い偉業を達成できる職人気質な仲間が必要なのです。

スローン・デジタル・スカイ・サーベイ(SDSS)、第５世代プロジェクトにおいて私はその職人たちの軍隊を統率しています。天文学者たちはそうやって天文学の産業化時代を通じ、個々人の好奇心を導き新発見を生み出すため個々の能力を保ちながらも巨大な機械を導入して前線を押し広げてきたのです。

SDSSでは、３つの担当に分けて空を地図に描きます。星の担当。ブラックホールの担当。そして、銀河の担当です。この調査には、２つの半球、数え方によりますが５つ、ないしは11の天体望遠鏡、10の分光計。そして、数百万に及ぶ、観測対象があります。

まるで怪物のようです。では地図作成の様子を見てみましょう（占星術以外の方法で、精密科学に昇華できる可能性があります）

天の川銀河には、およそ2500億（誤差数千億）の星が存在します。考えも及ばないほどの数です。誰にも理解ができないほどの数です。2500億の飴を手に取ったことはないでしょう？私たちはそれらの星すべてを地図にするには程遠いです。

したがって、対象として最も興味深い星を選ぶ必要があります。SDSS第５世代プロジェクトでは、年齢を測れると思われる600万の星を地図にしています。もし、星の年齢を測ることができれば、天の川銀河全体に600万の時計を有しているようなものです。

その情報を用いて銀河の歴史や化石情報。そして、銀河がどのように形成されたのかを解明することができます。

ここからが本題です。ブラックホールは。宇宙の中で最も不可解な存在です。なぜでしょうか？それは、文字通り数学が具現化されたような存在であり、私たちがほとんど理解できないものだからです。

数字のゼロが命を与えられ、ここの通路を歩き回っているようなものです。とても奇妙ですよね。ブラックホールは、もっと奇妙なんです。バスケットボールを小さな点に押しつぶし、超高密度にしたら奇妙でしょうが、潰したバスケットボールには表面が存在します。

ブラックホールには表面がないことが今や分かっています。見たからです。それがないのを。ブラックホールの興味深い点は、情報が返ってこなくなる点をちょうど通り過ぎる物体を研究することで様々なことを学べるところです。その点において大量のＸ線や光や紫外線や電波が放出されるからです。

これらの天体がどのように成長するのか知ることができます。そして、SDSSでは、ブラックホールがどのように形作られるか理解するために50万以上の超大質量ブラックホールを観測しています。

申し上げたように、私たちは天の川銀河の中に生きていて皆さんもそれはよくご存知かと思います。天の川銀河は、全く平均的な銀河です。特に変なことは起きていません。しかし、私たちの銀河であり、それは素晴らしいことです。

天の川銀河や他の全ての銀河は、自らを吹き飛ばしたという衝撃的な過去を持っていると私たちは考えています。例えるなら、全ての平均的な大人が、10代の時パンクロッカーだったようなもの？とても奇妙です。

星はそういう銀河の中で爆発し、ブラックホールはその中心で成長し、とてつもない量のエネルギーを放出しています。この変化はどのようにして起きるのでしょうか？そしてSDSSでは、その化け物のど真ん中に焦点を合わせてブラックホールが発生する過程を観察しています。

私の武器は、２つの巨大な望遠鏡です。ニューメキシコ州アパッチポイント天文台にあるSDSSの望遠鏡とチリのラスカンパナス天文台にある２メートル半のデュポン望遠鏡です。２メートル半とは反射鏡の大きさでティコとケプラーの時代からすれば、巨大ですが現代ではそこまで大きくもありません。

ずっと大きな望遠鏡も存在します。しかし、SDSSでは古い望遠鏡に新たな機器を組み合わせることで面白いものにしています。天体から放たれる光を私たちの望遠鏡が捉え、その光は焦平面に集められそこに光を分析する機器が並んでいます。

SDSS第５世代プロジェクトでの新しい試みは、焦平面を完全にロボット化していることです。そう、ロボットなんです。

今から皆さんにお見せしますが、とても恐ろしいものですので少し深呼吸をしてください（呼吸音）警告はしました。皆さんの中のブレードランナーたちに悪びれもせず、これが、そのロボットです。

これが南北半球それぞれの望遠鏡の焦平面に500個ずつ合計1000個あります。そしてこれが望遠鏡の動きです。これは星空と観測対象ですが、星や銀河やブラックホールがあります。

望遠鏡が観測対象を通過する時、ロボットが観測対象へと動いて星や銀河やブラックホールからの光を捉えます。ブラックホールの光を捉えるというのは奇妙ですが、ブラックホールが奇妙なのは既にお話ししました。

さらに付け加えると星は、刻一刻、しょ��ちゅう爆発（スーパーノヴァ）しています。

これは1987年に宇宙的な裏庭で起きた爆発です。さらにブラックホールは常に成長しています。毎晩、新しい星空が誕生するのです。１回で星空を地図に描くのは、不可能だということです。何度も地図を作成しなければならないのです。

SDSS第５世代プロジェクトでは、何度も各天体を観測し時間と共にどのように変化するか見ています。それらの変化はやがて物理学として表され、そういう天体がいかに成長変化するかを示すのです。空の「芝刈り」です。

復習しておきましょう。国際的な調査。２つの半球。５つの望遠鏡。10個の分光器。数百万の観測対象。空の「芝刈り」。創造的な仲間たち。そして、ロボット。たぶん皆さんは思っているでしょう「うわぁ、彼女は工場のような機械を使っていて一匹オオカミの天才が入る隙間なんてない」とそれは100％間違っています。

「ハニーの天体」をご紹介しましょう。発見者のハニー・ファン・アルケルは、オランダ人の教師でSDSSの公開観測データを分析していました。そして、彼女はこの極めて珍しい種類の天体を発見し、それが今では重要な研究対象となっています。

彼女がこれを発見できたのは、プロジェクト開始以来ずっとスローン財団は、SDSSがデータを一般公開しみんなが使えるようにすることを指示していたからです。ええ、みんなで拍手しましょう。

ハニーは市民科学者、私の言い方では「市民戦士」なのです。御大層な天体物理学者でなくとも研究に参加できることを彼女の例は示しています。ただ好奇心さえあればよいのです。

数年前、４歳だった私の子供が「月は月を持てるのか」と尋ねてきました。私はこの質問に答えようと取り組み始めました。多くの４歳児がこの質問を尋ねたことでしょうが、私自身を含め専門家は答えが分からなかったのです。

これらは月の月を持ちうる太陽系にある月です。そしてこの話は、この世には解明されていない基本的な問題が多くあるということを示しています。

これは私にとってSDSSの最も重要な点に繋がります。確かに、星や銀河やブラックホールやロボットというのは、とても魅力的ですが、全ての中で最も魅力的なことはまったく平均的な銀河のまったく平均的な星を回る土くれの上にいるちっぽけな生き物が、自分たちの世界を理解する戦いに勝つことができるという点です。この映像にある点はすべて銀河です。すべての点がそうです。

このグラフは、1980年頃からの大規模な調査で天文学者が地図にしてきた銀河の数です。SDSSは2000年頃に加わりました。このペースで進めば、観測可能な全銀河を2060年までに地図にできるでしょう。考えてみてください。

貝殻を並べていた頃から数千年を経て、一般相対性理論やSDSSへと至り、あと40年もすれば私たちは全銀河の地図を作れるのです。しかし、そのためには予測線上に留まらなくてはなりません。私たちはその選択をするでしょうか。

この世界には暗黒の力があり、人類から宇宙を理解する権利を奪おうとするでしょう。暗やみを恐れてはいけません��戦ってください。私たちと共に。

ありがとうございました。

1781年。英国の作曲家であり、科学技術者であり、天文学者であるウィリアム・ハーシェルは、空に他の星とは、動きが異なる天体があることに気づきました。

何かが異なり、何かがおかしいというハーシェルの認識は惑星の発見になったのです。その惑星は天王星です。

天王星という名前は何世代にもわたって、子どもたちを楽しませました。その夜に発見された惑星によってそれまでに知られていた太陽系の大きさが２倍になりました。

ハーシェルは、世界で初めて遠い宇宙の観測に成功した人間です。夜空が「ゴースト」で満たされていることを発見した人間でもあります。はるか遠い星々の光が届いた頃には、その星はもう死んでいるのです。

私たちが見ているのは、そう言う「ゴースト」ということです。特殊相対性理論と光速度不変の原理により、現代ではデータで精密に計算できるようになっています。

光は見えるが星々はもう死んでいる。ずっとずっと前に。夜空を見ることは、誰も見たことのない遠い過去を見ていることになります。何百万年も時をさかのぼって・・・

天体望遠鏡は、バック・トゥー・ザ・フューチャーのように、時を超えるタイムマシンということもハーシェルは、知っていました！！

宇宙を見ることは、過去を見ることです。

宇宙の大規模構造とは・・・

銀河系よりも広大な「ラニアケア」という超銀河団の中に、太陽系があるということが、2014年の段階でわかります。私たちの銀河系が、さらに大きな銀河団である「ラニアケア」という超銀河団に属しているという学説を発表してます。

大きさの尺度としては、直径は5億光年、中に存在する銀河の数は10万個とのことです。ラニアケアの質量は太陽1京個分あります。銀河系の中心には超大質量ブラックホールがあり、ラニアケアにはより巨大なブラックホールも存在します。

このようにして、天体望遠鏡とスーパーコンピューターのエクサフロップクラスの処理速度により、判明したデータから銀河と空洞で成り立つ宇宙の地図を「宇宙の大規模構造」と呼んでいます。

こういう新産業でイノベーションが起きるとゲーム理論でいうところのプラスサムになるから既存の産業との

戦争に発展しないため共存関係を構築できるメリットがあります。デフレスパイラルも予防できる？人間の限界を超えてることが前提だけど

しかし、独占禁止法を軽視してるわけではありませんので、既存産業の戦争を避けるため新産業だけの限定で限界を超えてください！

＜おすすめサイト＞

ナターシャ・ハーリー・ウォーカー: 電波望遠鏡が知られざる銀河を解き明かす

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