「これが物理学だ！」ウォルター・ルーウィン著 第２講 物理学は測定できなければならない

「これが物理学だ！」ウォルター・ルーウィン著　第２講　物理学は測定できなければならない

この第２講では、測定の重要さ、物理学の発展は測定により進歩してきたということがわかる。特に、宇宙の距離を測定する経過を説明しながら、その測定技術の進歩が宇宙の認識を変えてきた事がわかる。いわゆる、初めは地球と星との距離→銀河の距離→宇宙の観測可能な距離→宇宙が膨張している発見→宇宙の膨張ということは始まりがあった→宇宙の年齢の求め方

この本はあくまでも、一般読者を対象としている。もしくは大学教養課程レベルなので、ノートの最後に宇宙の年齢の求め方はあくまでも概算の参考と思っていただきたい。

それではノートの概略の説明です。

・ひも理論は物理学か

　いきなり「ひも理論」です。ここで言いたいことは、測定によって実証できない理論は疑問との事。

・星間距離を測定する

　１９世紀終わりまで、天文学者は視差を利用してきた。→簡単に言うと、三角形を利用して相似比で距離を求める。でも、あまりにも視差が狭く、われわれが普段使っている分度器の３６０度の１度の６０分の１の６０分の１より小さい視差の角度・・・。

・未知の不確かさ

　物理学者が恐れる、装置の限界による測定誤差や観測可能等の限界の不確かさでない、"知られざる隠れた"不確かさ。

　例

　星間測定に、ケフェイド変光星を見つけると、そこまでの距離が求められることがわかってきた。しかし、変光星にはⅠ型とⅡ型があった。

　よって、それを知らなかった当初は、アンドロメダ銀河までの距離は１００万光年と算出してしまったが、実際は２５０万光年。

　この"知られざる隠れた"不確かさ＝系統誤差に、物理学者は神経を尖らせる。

　ケフェイド変光星・・・脈動星で、光学的輝度(明るさ)と脈動１回にかかる時間に相関。

　ある単位の脈動回数で、その星の光学的輝度(光度)＝１秒間に放たれるエネルギーがわかる。

　あとは、地球からその脈動星の観察できる輝度(目で見る明るさ)がわかれば、その脈動星までの距離がわかるという相関。

ただし、Ⅰ型とⅡ型がある。

・宇宙は膨張しているというハッブルの発見
　赤方偏移→遠くの天体ほど速く遠ざかっている。
　ということは、遠ざかっている銀河の距離を今の届いている光で測定しても、実際はもっと遠いはず・・・。

　銀河の速度を測る式
　　ハッブル定数を用いた簡単な比例式→これから宇宙の年齢がわかる!