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宇宙科学

科目
宇宙科学
区分
自然科学科目群
授業コード
50031
開設セメスター
2S
曜日・時限
秋 水/12
単位数
2単位
担当者名
島田 延枝
授業の概要
私達が生活を営んでいる「地球」を宇宙から概観し、直接探査が可能な身近な宇宙「太陽系」の全貌について、最新の観測データを交えながら知識を深める。太陽系外惑星系についても触れる。宇宙の始まりと発展について学び、恒星、銀河といった宇宙の構成要素における多様な現象を理解する。それに伴い、基礎的な数学を用いた宇宙の物理的理解に親しむ。
到達目標
我々が宇宙の中に居る事を意識し、日常のスケールを離れた世界~素粒子といったミクロから宇宙の大規模構造まで~について現在の観測や理論が解き明かしている内容を理解する基盤を作る。また、このために必要な物理や数学といった道具立てに慣れ親しむ。
授業計画
テーマ
内容
授業を受けるにあたって
第1回目
私達はどこに?:地球の運動と居場所 宇宙の中の地球の位置づけ、地球と月の運動、地球の生い立ちと太陽系形成地球は、背景宇宙に対して、どのくらいのスピードで動いているでしょう?ちょっと想像してみて下さい。
第2回目
地球から宇宙空間へ 身近な「宇宙空間」:大気圏から磁気圏、惑星間空間へ地球には「磁気圏」と呼ばれる宇宙空間に長く(地球半径の200倍以上)伸びたシッポがあるのを知っていますか?そのシッポとオーロラの関係も明らかに。
第3回目
変化に富む地球の仲間達:太陽系天体Ⅰ 太陽系を概観する。天体の運動を決める天体力学の基礎についても学ぶ。「地学」を学んだ方なら、復習になってしまうかもしれませんね。
第4回目
変化に富む地球の仲間達:太陽系天体Ⅱ 太陽系を概観する。天体の運動を決める天体力学の基礎についても学ぶ。この回の終わりに、第5回の内容にも入ります。
第5回目
太陽系探査 人類の太陽系探査の歴史と最近の成果を紹介。特に火星と土星に注目する。
第6回目
太陽系外惑星系、地球外生命探査 我々が所属する「太陽系」以外にも沢山の系外「惑星系」が見つかってきている。その姿は?また、太陽系内を含む、地球外の生命の可能性の議論どうなっているのか?
第7回目
現代の宇宙観測 可視光、電波、X線、赤外線、γ線といったあらゆる電磁波を駆使して行う現在の宇宙観測を紹介。また、日本の惑星探査計画の将来についても紹介する。私達が肉眼で見ることが出来るのは可視光だけです。他の波長帯域で天体現象を「見る」ことで、エネルギーレンジの異なる様々な現象を捉えることができ、包括的に宇宙の謎に迫る事ができます。
第8回目
すぐそこにある恒星:太陽太陽の構造、太陽風、地球への影響の数々地球を含め、太陽系天体達は、「太陽風」と呼ばれるプラズマの風(流れ出る太陽大気)の中にあることを知っていましたか?「宇宙天気」にも触れます。
第9回目
星の形成と進化星雲、星の誕生と進化の過程、星の構造と分類
第10回目
星の終末多様な星の最期。ブラックホール、中性子星、白色矮星など。超新星爆発と元素合成。私達生き物は、「星の子」だとよく言われますが、改めて実感してみましょう。星がその最期に作ってくれた元素から私達ができたのですから。
第11回目
銀河の形成と進化銀河形成とダークマター、銀河の構造、赤方偏移と距離測定。
第12回目
銀河と宇宙の大規模構造宇宙における銀河単位の階層構造。銀河相互作用、活動銀河、重力レンズ。
第13回目
宇宙の始まりと発展I初期宇宙の理論。素粒子とは?第13回、14回は、内容が前後することもあると思います。
第14回目
宇宙の始まりと発展II構造形成の理論。一般相対性理論のさわり。
第15回目
試験授業内容に関して試験を行う。簡単な計算、考察を含みます。電卓持込可。

教科書
特になし。
参考文献
科学雑誌ニュートン別冊、ニュートンムックシリーズの宇宙関係本
(その他、詳しくは授業中に随時紹介)
成績評価方法
期末筆記試験(70%)、授業参加状況と小テスト(30%)
そのほか受講者への指示/メッセージ
Blackboardにあらかじめ授業で用いるパワーポイントファイルなどを用意します。各自ダウンロードして活用して下さい。授業は一方通行にならないようにしたいので、質問、コメントなど大歓迎です。同時に、授業中にこちらから発言を求めることもあります。

更新日:01/31/2007
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