宇宙の誕生
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「地学基礎」の内容 (2) ア (ｱ) ㋐
「宇宙，太陽系と地球の誕生」。内容の取扱いは、ビッグバンや宇宙の年齢にも触れることを求めている。
0. どういう論点か
地球の歴史をさかのぼると、材料そのものがどこから来たかにたどりつきます。
地球をつくっている元素は、宇宙の歴史の中で順につくられたものです。
| 時期 | 何ができたか |
|---|---|
| ビッグバンの直後 | 水素とヘリウム（もっとも軽い元素） |
| 恒星の内部 | 炭素・酸素・鉄までの元素 |
| 超新星爆発 | 鉄より重い元素 |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- 宇宙の始まりに重い元素は無かった（鉄も酸素も、あとから恒星がつくった）
- 膨張しているのは「銀河が飛び散っている」のではなく空間そのもの（中心は無い）
- 宇宙の年齢（約 138 億年）と地球の年齢（約 46 億年）は別の数（地球はずっと後にできた）
1. ビッグバンと宇宙の広がり
根拠: 学習指導要領 地基-(2)-ア-(ア)-㋐
宇宙は、超高温・超高密度の状態から始まったとする考えを何という？
ビッグバン（ビッグバン宇宙論）
その後、膨張しながら冷えてきたとされる。
宇宙の年齢は、およそどれくらいと見積もられている？
約 138 億年
膨張の速さや、背景放射の観測から求められた。
宇宙が膨張していることを最初に示した観測は？
遠くの銀河ほど速く遠ざかっていること（ハッブルの発見）
どの方向を見ても遠ざかっており、特定の中心は無い。
遠ざかる天体の光が赤いほうへずれる現象を何という？
赤方偏移
遠ざかる速さが大きいほど、ずれも大きい。
ビッグバンの証拠とされる、宇宙のあらゆる方向から届く電波を何という？
宇宙背景放射（宇宙マイクロ波背景放射）
高温だったころの光が、膨張で冷えて電波として残っている。
宇宙の初期にできた元素は、主に何と何？
水素とヘリウム
この 2 つで、いまも宇宙の物質の大部分を占める。
2. 元素はどこでつくられたか
根拠: 学習指導要領 地基-(2)-ア-(ア)-㋐
私たちの体や岩石をつくる炭素・酸素・鉄は、恒星の内部でつくられたものです。
「星の材料」ではなく「星がつくったもの」という向きを押さえてください。
恒星の中心で、水素がヘリウムに変わる反応を何という？
核融合（水素の核融合反応）
このとき失われた質量がエネルギーになる。
炭素や酸素、鉄のような元素は、どこでつくられた？
恒星の内部（核融合が進むにつれて、重い元素がつくられていく）
ビッグバンの直後にはできていなかった。
鉄より重い元素は、どこでつくられたと考えられている？
超新星爆発などの、非常に激しい現象のとき
鉄より重い元素は、ふつうの核融合ではつくられない。
恒星がつくった元素は、どうやって宇宙へばらまかれる？
恒星の最期（超新星爆発や、外層のガスの放出）によって
そのガスが次の世代の星と惑星の材料になる。
太陽系に鉄や酸素が含まれていることは、何を意味する？
太陽系の材料が、以前の世代の恒星がつくった元素を含んでいたこと
太陽は宇宙で最初の世代の星ではない。
3. 銀河と天体の集まり
根拠: 学習指導要領 地基-(2)-ア-(ア)-㋐
恒星やガスが数千億個集まった、大きなまとまりを何という？
銀河
太陽系が属するものを銀河系（天の川銀河）という。
銀河系の形と、太陽系の位置は？
うずまき状の円盤で、太陽系は中心から離れた円盤部にある
天の川は、その円盤を内側から見た姿。
恒星までの距離を表すのに使う「光年」とは？
光が 1 年間に進む距離
遠くを見ることは、昔の姿を見ることでもある。
太陽から地球までの距離を 1 とする単位を何という？
天文単位（au）
太陽系の中の距離を表すのに使う。
恒星の色の違いは、何を表している？
表面温度の違い（青白いほど高温、赤いほど低温）
明るさと合わせて、恒星の性質を分類できる。