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2021/1/22
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宇宙空間でも気候変動？ 宇宙の不思議 |
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2020年10月、 宇宙空間の気温が80億年前に比べ 約3倍上昇していることが、 オハイオ州立大学の宇宙研究機関 「宇宙学・宇宙船物理学センター」率いる 研究グループにより発見された。 当該研究には、 ジョン・ホプキンス大学、マックスプランク宇宙 物理学研究所に加え、 日本からも東京大学の国際宇宙研究機関 「カブリ数物連携宇宙研究機構」が参加。 研究内容の詳細は、 2020年10月12日、宇宙物理学の専門誌 「The Astrophysicl Journal」の電子版に 掲載された。  テレビの映像で宇宙飛行士がふわふわ浮かんだ 様子を目にしたことがあるという人は多い事だろう。 宇宙飛行士がこのように宙に浮いた状態になるのは、 宇宙空間に空気が存在しないためである。 気温とは読んで字の如く「空気の温度」を指すが、 空気の無い宇宙空間には「気温」という概念 そのものが存在しない。 これは裏を返せば、 宇宙では寒暖が原因で不快な気分を味わうことが ないということを意味するかもしれない。 ところが、 宇宙の温度は「３K（ケルビン＝摂氏-270度） であると言われている。 （ちなみにケルビンは絶対温度表す）。 宇宙空間には空気の概念がないはずなのに、 これはどういうことかと言うと、 物質が温度を持つとは、 科学的にその物質を構成する分子や原子が 運動しているということを指す。 つまり「物質内の分子や原子の 運動エネルギーの値＝温度」であり、 分子や原子が激しく動けば動くほど、 温度が上昇するということになる。 また、温度と電磁波との間には相関があり、 温度が下がると、 電磁波の波長が長くなるという 関係性が成り立つのであり、 宇宙の温度３Kは宇宙に存在する 電磁波から導き出された数値である。 ちなみに、 宇宙から届く宇宙マイクロ波背景放射と 呼ばれる電磁波は 1965年、米国の通信研究所で働く物理学者が 発見し、ノーベル物理学賞を受賞している。 さて、本題に戻ると、 オハイオ州立大学の研究グループによると、 宇宙の大規模構造におけるガスの平均温度は 過去８０億年間で約３倍の200万ケルビンに 達しているという。 ここで、宇宙の大規模構造とは、 銀河（銀河団を含む）が宇宙において どのように分布しているかを示す構造を指し、 初期の宇宙において重力の影響で物質の分布に 不安定性が生じることにより形成されたものである。 宇宙の進化と共に、 物質やガスを銀河に引き込む力が生じるわけだが、 この物質やガスを銀河に引き込む過程において 熱が生じる。 そして、 この時に生じる熱は宇宙の平均温度を知る上での 指標となり得る。 今回、 オハイオ州立大学の研究グループは、 スニヤエフ・セルドバッチ効果の手法を用いて 宇宙の気温の計測を試みた。  スニヤエフ・ゼルドパッチ効果とは、 宇宙マイクロ波背景放射の低エネルギーの 光子が大規模構造の熱電子により 散乱される時に見られる現象を指す。 この散乱過程を通して、 エネルギーは電子から光子へと移動し、 熱電子ガスが可視化される。 スニヤエフ・ゼルドパッチ効果の強度は ガスの熱圧力、 つまり電子の温度に比例する。 そこで宇宙の気温の変化を確かめるために、 銀河（銀河団を含む）周辺の熱圧力の量を測定。 その結果、 約８０億年における電子の平均温度が ７０万ケルビンに対し、 今日では約２００万ケルビンと約３倍の開きが あることは判明。 その原因について、 研究者らは宇宙の大規模構造における ガスの衝突に伴う熱の生成が関係していると 結論を下している。  １９９０年代以降、 地球温暖化の問題が深刻化しているのは 周知の通りだ。 １９９０年代以降、 地球の気温は上昇傾向にあり、 22世紀には地球全体の気温が３度上昇、 日本国内でも夏の気温４０度越が当たり前に なるとも言われている。 地球温暖化の最大の原因は世界人口の 増加に伴う経済稼働の増大にあるとして 国連でも指摘されているが、 はるか遠くの宇宙で起きている現象が 地球温暖化の一因として結びついている 可能性も考えられ得る。 宇宙というマクロレベルでの追及が 気候変動の問題解決のヒントを 与えてくれるかもしれない。 (Beauty&Ecoone参考） １喧嘩はするな、 ２意地悪はするな、 ３過去をくよくよするな、 ４先を見通して暮らせよ、 ５困っている人を助けよ、 あなたなら出来ます応援しています |
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