前回7月28日のruripipiさん提供「宇宙軍とアルテミス計画」に続いて宇宙の話題です。
普段の私達の生活とは直接関係はありませんが、宇宙ネタは子供の頃からなんとなく触れてきた懐かしさもありますね。
漠然とすすめると膨大な数がありますから、その一部のみのチョイスです。
但し 9 以降は不確定要素の多い内容なので展望として参考程度に考えて下さい。
1 宇宙で使う単位（距離を表現する単位です）
宇宙の大きさをイメージするためには先ず単位を知っておく必要があります。
3つありますが一般に広く浸透している光年だけ知っておけばいいと思います。
〓天文単位(au）〓 ---------------------------
地球と太陽の平均距離を1天文単位と言います。
メートル法になおすと1天文単位は1億4959万7870.7kmです。
天文単位は太陽系内の惑星間の距離をイメージするのに都合が良いですが、より広大な恒星間の距離や銀河・星雲のサイズを表現するのには向きません。
この場合は光年・パーセクを使います。
メートル法になおすと1天文単位は1億4959万7870.7kmです。
天文単位は太陽系内の惑星間の距離をイメージするのに都合が良いですが、より広大な恒星間の距離や銀河・星雲のサイズを表現するのには向きません。
この場合は光年・パーセクを使います。
〓光年（ly）〓 ---------------------------
光の速度は秒速約30万km（正確には秒速299792.458km）ですが、
その光が１年間に進む距離を光年として表します。
1光年は約9.5兆kmとおぼえておくといいと思います。
（正確には9兆4607億3047万2580.8kmで63241天文単位）
光年は宇宙の尺度を表すものとして一番馴染み深い単位だと思います。
その光が１年間に進む距離を光年として表します。
1光年は約9.5兆kmとおぼえておくといいと思います。
（正確には9兆4607億3047万2580.8kmで63241天文単位）
光年は宇宙の尺度を表すものとして一番馴染み深い単位だと思います。
〓パーセク（parsec）〓 ---------------------------
円弧に地球と太陽を並べたものと仮定してその距離が1秒角（１度の1/3600）に見える距離を１パーセクと呼びます。
1パーセク＝約3.26光年なので距離を扱う単位としては一番大きいです。
光速がハッキリと定義されていなかった当時の天文学では地球と太陽の距離（天文単位）をベースにするしかなかったその名残りで時代遅れに見えますが、使い所によってはパーセク表記のほうが判り易い場合もあるため積極的に使用されていることもあります。
但し、現代では相対性理論を考慮する必要があるため普遍である光速を基準にした光年での扱いが多いと思います✿
1パーセク＝約3.26光年なので距離を扱う単位としては一番大きいです。
光速がハッキリと定義されていなかった当時の天文学では地球と太陽の距離（天文単位）をベースにするしかなかったその名残りで時代遅れに見えますが、使い所によってはパーセク表記のほうが判り易い場合もあるため積極的に使用されていることもあります。
但し、現代では相対性理論を考慮する必要があるため普遍である光速を基準にした光年での扱いが多いと思います✿
2 星の大きさ
よくある星の大きさ比較です。
星の大きさは恒星干渉計を使って正確に測ることができます。
現在のところ一番大きな星は「おおいぬ座VY星」で直径は30億km。
この直径は太陽から天王星までの距離に相当します。
1周の距離90億km以上になるので光の速度でも8時間程度を要します。
旅客機だとこの星を一周するのに1000年以上飛び続けることになります。
動画尺：２分57秒
既に存在しないベテルギウス
大きい星（巨星）で一般的にも有名なのが「ベテルギウス」ですね。
冬の星座・オリオン座の肩として赤く輝く明るい星です。
おおいぬ座VY星の半分くらいの大きさですが、それでも太陽の1000倍程度あります。
そのベテルギウスですが、おそらくもう存在していません。
640光年離れていますから私達が見ているベテルギウスは640年前の姿なのですが、急激なサイズ変化が観測されているため既に超新星爆発しているだろうと言われています。
動画尺：２分19秒
爆発後はブラックホールではなく中性子星となるみたいです。
ベテルギウスの年齢は1001万歳で 太陽の46億歳と比べて遥かに若い星ですが、このように巨星（最初から質量の大きい恒星）はとても短寿命です。
※恒星ではないので比較対象ではありませんが地球は45.4億歳で月45.3億歳です。
※太陽の寿命は約100億歳で終末期は赤色巨星、最後に白色矮星となります。
3 星の最後
ベテルギウスの最後は中性子星になりますが、太陽の最後は白色矮星になります。
恒星の最後はその質量によっていくつかの終末に辿り着きますが、主なものは白色矮星・中性子星・ブラックホールの3つです。
ところで太陽が行き着く先となる白色矮星は白色に輝いているわけですが、エネルギーがあるから輝いてるんじゃ？ それはまだ終末と言わないのでは？と思われるかもしれません。
白色矮星の先に光を発しない黒色矮星という理論上の最終形態があるとは考えられていますが、白色矮星が冷えてこの状態になるまで1000兆年必要になることから138億歳の宇宙にはまだ存在していないものとなります。
4 太陽系の構成とその星の数
私達の太陽系は1つの恒星（太陽）と惑星・準惑星・衛星・その他小惑星・彗星などで構成されています。
〓 惑 星 〓
太陽を公転している星で水星・金星・地球・火星・木星・土星・天王星・海王星…の８つです。自ら光らないので太陽からの光を反射して見えています。
〓 準 惑 星 〓 ---------------------------
冥王星、ケレス、エリス、ハウメア、マケマケ…の5つありますが、未確認のものも含めると2000以上存在するようです。
〓 衛 星 〓 ---------------------------
つまり地球にとっての月がそれにあたります。惑星を公転している天体だと思えば良いですが、土星のタイタンや木星の衛星ガニメデは直径5000km以上あり水星より大きい衛星です。
軌道が確認済で名前が付けられている衛星は以下の通り太陽系内に114個存在します。
地球：1個、火星：2個、木星：48個、土星：34個、天王星：21個、海王星：8個
軌道が確認済で名前が付けられている衛星は以下の通り太陽系内に114個存在します。
地球：1個、火星：2個、木星：48個、土星：34個、天王星：21個、海王星：8個
〓 彗 星 〓 ---------------------------
太陽に対して細長い楕円・放物線・双曲線を描くようにまわっている天体ですが主に氷や塵でできているため太陽に近づくと尾をひいて見えます。
太陽ー海王星の距離を1kmとした場合の尺度…で見た太陽系の惑星（距離と大きさ）
| 太陽からの距離 | 大きさ | |
| 太陽 | 0 | 30Cm |
| 水星 | 13m | 1mm |
| 金星 | 24m | 2,7mm |
| 地球 | 33m | 2.8mm |
| 火星 | 50m | 1.5mm |
| 木星 | 173m | 3Cm |
| 土星 | 319m | 2.6Cm |
| 天王星 | 666m | 1.1Cm |
| 海王星 | 1000m | 1Cm |
1977年に打ち上げられたボイジャー１号,2号は昨年（2018年）太陽系を脱出し星間空間に入りましたが、その後オールトの雲の内側に到達するのに300年…そしてオールトの雲を抜け出し本当の意味で太陽系の外に出るまでまだ3万年以上かかるようです。
人類にとっては太陽系はとても広大ですね。
5 銀河の大きさ
私達の太陽系を含む天の川銀河の直径は約10万光年。そして太陽のように自ら輝く恒星が2000億以上含まれているようですが、銀河は何れも巨大で数千億以上の恒星（恒星系）からできています。
※太陽系も恒星系のひとつです。
４ の「太陽系の構成とその星の数」でもわかる通り、1つの恒星はたくさんの惑星・衛星などを抱えている場合が殆どなので１つの銀河は数千億以上の恒星からできている…ということは膨大な数の天体が含まれている…ことになります✿
銀河は大きすぎて感覚的に把握しにくいですが、例えば天の川銀河を130km程度と仮定すると太陽系全体でも直径2m程度にしかならないみたいです。
上の写真はアンドロメダ銀河（直径22〜26万光年・約1兆個の恒星が含まれている）
40億年後に私達の天の川銀河と衝突しますが、合体後は「ミルコメダ銀河」と既に命名が決まっています。6 ハッブル・ウルトラ・ディープ・フィールド
ろ座のほんの1度ほどを撮った写真ですが、この写真の中には117億光年〜130.6億光年先にある約1万以上の銀河が写ったそうです。
※線状または扁平して見えるものは銀河です。
※輝いて写っているものは手前にある（私達の銀河系内にある）単体の恒星で、その中には5万9000光年先にあるUDF 2457という星も写っているそうです。
何れにしても殆どが銀河のようです。上の写真の右下の部分を拡大したものですが、銀河であることがわかります。そして周囲にもたくさんの銀河が見えています。
NASAによると観測可能な宇宙全体で銀河が2兆個ほど存在するそうです。
それぞれの銀河に太陽のような恒星が数千億〜数兆ほど含まれていて、恒星ごとに惑星が複数あることを考えると、例えば恒星系全体の0.0000000001％の確率しか文明種族が発生しなくても宇宙全体では数兆から数十兆の種族（知的生命体）が存在してしまうことになります。
7 宇宙速度 (宇宙へ行くために必要な速度)
ロケットや衛星・探査機の運用（プロジェクト達成）の際に出てくる一番基本になる値ですが地表に暮らしている私達の生活には全く関係ないためあまり表に出てこないものかもしれません。
〓第一宇宙速度〓 秒速7.9km (時速2万8400km)
高校物理で習う水平投射の考え方に近いですが初速を速くするほど飛距離が伸びる。
初速が秒速7.9kmに達すると地球の円に沿って落ち続ける軌道（地面に落ちない）となります。
これを第一宇宙速度と言って人工衛星は最低限この速度で動いていることになります。
計算式は導き出す過程は複雑ですが √(星の半径×自由落下速度) と考えれば良いです。
地球の半径：6371km 自由落下速度（定数）：9.80665m/s2
…で計算すると第一宇宙速度はおおよそ7.9km/sです。
初速が秒速7.9kmに達すると地球の円に沿って落ち続ける軌道（地面に落ちない）となります。
これを第一宇宙速度と言って人工衛星は最低限この速度で動いていることになります。
計算式は導き出す過程は複雑ですが √(星の半径×自由落下速度) と考えれば良いです。
地球の半径：6371km 自由落下速度（定数）：9.80665m/s2
…で計算すると第一宇宙速度はおおよそ7.9km/sです。
〓第二宇宙速度〓 秒速11.2km（時速4万300km）
星の重力圏を抜け出す速度のことで地球の第二宇宙速度を地球脱出速度とも言います。
第一宇宙速度の√2 倍ですから秒速約11.2 kmです。
この速度を超えると星の重力にとらわれないで太陽の軌道を回ることができます。
第一宇宙速度の√2 倍ですから秒速約11.2 kmです。
この速度を超えると星の重力にとらわれないで太陽の軌道を回ることができます。
〓第三宇宙速度〓 秒速16.7km（時速6万100km）
太陽系外へすすむために必要な速度。
秒速約16.7 kmですが、太陽系の外へ向けて進んでいるボイジャーはこの速度を超えています。
※太陽系の外に出れる第三宇宙速度であれば宇宙を自由自在に移動できそうに思えますが、あくまでも星の重力圏にとらわれていないことが条件です。
例えば木星の脱出速度は秒速59.5 km（時速21万4200km）
太陽の脱出速度は秒速617.7km（時速222万3720km）必要なのでこれら重力の大きい星のそばにいないことが条件です。（スイングバイのために意図的に近づくことはあります）
秒速約16.7 kmですが、太陽系の外へ向けて進んでいるボイジャーはこの速度を超えています。
※太陽系の外に出れる第三宇宙速度であれば宇宙を自由自在に移動できそうに思えますが、あくまでも星の重力圏にとらわれていないことが条件です。
例えば木星の脱出速度は秒速59.5 km（時速21万4200km）
太陽の脱出速度は秒速617.7km（時速222万3720km）必要なのでこれら重力の大きい星のそばにいないことが条件です。（スイングバイのために意図的に近づくことはあります）
8 宇宙への進出
〓スペースシャトル打ち上げ（SRBから見た映像）〓
スペースシャトルは衛星軌道までの移動と地球軌道周回を行いますから打ち上げは第一宇宙速度を目指します。
下の映像はSRB（両脇に付いている補助ブースター）に取り付けられたカメラで捉えた記録映像ですが打ち上げ～切り離し～着水帰還（再利用のため回収）までの一部始終を撮っています。
動画尺：8分13秒
高度100kmをカーマンラインと言ってNASAはここより上空を宇宙としていますが、SRBが切り離しされている地点は高度67km手前の高さなのでまだ音も伝わる大気圏内です。
画面右上の数字✕1.6倍で時速（○km/h）になります。
※正確には1.609344倍
※正確には1.609344倍
宇宙速度に沿って考えてもSRB切り離し時点はまだ第一宇宙速度にも達していないことがわかります。2962mph = 時速4767km（秒速約1.3km）
ところで映像を見ているともう片方の切り離されたロケットが全く同じ角度で推進力失って傾いていきますけれど、これよくよく考えてみるととんでもないことですよね。
入っていた燃料の消費・全体の重量・バランス・切り離されたタイミングと切り離す時の力の加減すべてが同一でないとここまでキレイに同期した動きになる筈がないですから！
って考えると、いったいどんな精度で事が行われていたのか・・・・って。
1970年代で既にこんな仕事ができていたアメリカって本当にすごいと思うんです。
そして同時にフロンティア開拓みたいな面での人類のパワーも感じます。
ケネディスペースセンターの口コミ〓火星のキュリオシティ (Curiosity) 〓
https://www.360cities.net/image/mars-panorama-curiosity-solar-day-177?old_embed=true
火星で活躍しているキュリオシティの自撮り360度写真です。
見渡す限り何もありません。…というより植物・細菌が見つかったら大きなニュースになりますね
火星に凍った状態の水があるだろうことは既にわかっていましたが、2018年7月に欧州宇宙機関の火星探査機「マーズ・エクスプレス」が幅20kmほどの地底湖・つまり液体状態の水の存在証拠をつかんでいます。
9 隣の星 (ちょっと隣の星へ行ってみる…は可能か？)
隣とは言っても隣の恒星系という意味です。
太陽のように自ら輝く星を恒星と言いますが、太陽の隣にある恒星はプロキシマ・ケンタウリという星です。
ケンタウルス座α星A、ケンタウルス座α星Bとともに三重連星をつくっています。
このプロキシマ・ケンタウリにはｃという惑星があり、地球と同じくハビタブルゾーンに位置する星で生命の存在が有力視されています。
距離は概ね4.2光年ですから宇宙のスケールからすればくっつくくらい隣にある星です。
それでもロケットで12万年（飛行機で400万年）かかる距離なので人間の感覚では絶望的なほど遠くにあります。
尚、２番目に近い星はへびつかい座の方…6光年先にあるバーナード星で、その星を周回するバーナード星bも生命存在の可能性が高いそうです。（2019年1月発表）
〓 帆船型探査機 〓
何れにしても光年単位の距離はワープを実現させるだけの科学力があって初めて行き来（インフラ化）できる距離ですが、人の搭乗を考慮しない超軽量の探査機を送り込むということなら現在の技術でも可能みたいです。
動画尺：35秒
地球上から常にビームを当て続ける必要がありますが、ホーキング博士が考案したこの方法ならば4光年少々のプロキシマｂまで20年で到達できるそうです。
〓 ワープ船 〓
遠くの星へ旅するために高速な移動手段は欠かせませんが、光速に近づくと質量は無限大に大きく、そして時間の進み方が０に近付いていきます。
これは人を乗せて動く乗り物としては致命的なリスクがありますね。
ですから相対性理論が反映される通常空間での（物理的な）光速移動は宇宙開拓時代では採用されないと思います。
つまり通常空間の外へ出れば少なくとも現在わかっている相対性理論の制限は受けなくてすむのでワープ船の開発へ…と話が流れていくわけです。
※ワープ理論そのものは物理学の法則に反していません。
ワープの移動速度（参考）
| ワープ度数 | ×光速 | |
| １ | １ |
| ２ | 10 | |
| 3 | 39 | |
| 4 | 102 | |
| 5 | 214 | |
| 6 | 392 | |
| 7 | 656 | |
| 8 | 1024 | |
| 9 | 1516 | |
| 9.9 | 3053 | |
| 9.99 | 7912 | |
| 9.9999 | 199516 |
※このワープ係数を導き出す公式。
10 将来の展望は (宇宙開拓時代)
キャッシュレス化・ロボット・AI・5G通信インフラ…私達は毎日のようになにかの新しい○○登場ニュースに触れているため（科学）技術発達という話題に対して軽い麻痺状態になっていて正直自分たちがどのあたりのレベルにあるのかを知りません。
でも宇宙に目を向けると、一つ前の（ 9 隣の星）で取り上げたように現実には隣の星へすら行くことが出来ません。
〓宇宙文明〓
客観的にそのレベルを表現するために宇宙文明（カルダシェフ・スケール）という尺度があります。１〜３の三段階で分けられています。
レベル１（I型文明）
惑星（私達の場合は地球）のエネルギーを完全にコントロール下における文明。
レベル２（II型文明）
自分たちが住む惑星が周回している恒星（太陽）のエネルギーを完全にコントロール下における文明。
レベル３（III型文明）
銀河全体のエネルギーを完全にコントロール下にいける文明。
惑星（私達の場合は地球）のエネルギーを完全にコントロール下における文明。
レベル２（II型文明）
自分たちが住む惑星が周回している恒星（太陽）のエネルギーを完全にコントロール下における文明。
レベル３（III型文明）
銀河全体のエネルギーを完全にコントロール下にいける文明。
【 解 説 】
これで見るとわかりますが、温暖化・異常気象云々と言ってる段階の私達は未だレベル１を満たしていません。
本格的な宇宙開拓にはワープのような革新的な技術やそれすら置き換えるような手法が必要ですが、それはレベル２後半あたりだろうと言われています。
ちなみにレベル２はダイソン球（ハビタブルゾーンあたりの軌道で恒星を包み込む超巨大な天球状の生活エリア）の建造が行えるほどの文明です。
レベル３は銀河系内を縦横無尽に行き来できることから当然多種族（つまり異星人）たちとの共同体を形成していくだろうと言われています。
何れにしても先ずはレベル１の達成。
身近で至近な話題・・・・地球と自然の仕組みの全解明、弊害の一切出ない安全なエネルギーコントロールの技術開発と自然への理解・世界の仕組み…等において偏りのない情報を知り正常な意識を身につける必要がありそうです。
11 それは実在しますか？ (宇宙開拓時代2)
・宇宙はそこには存在しない
・宇宙人は存在しない
・そもそも私達も存在していない
・地球も球体でなくて平面かもしれない
・でも地球も存在しない可能性があるんだった
これは科学の最も先へ進んだ部分、その一端として出てきている本当の話です。
私達の身体って細かくしていけば素粒子にたどり着くのは広く知られた事実ですが、素粒子の崩壊時間って発現した時点で寿命を迎えます。
…と言うことは本当は私達は物質として存在しないものらしいです。
※電子のみは無限寿命
でもそんな理屈は置いといて存在していることは確かです。
つまり存在してると思い込んでるから存在が保たれていると考えると辻褄が合うわけですが、Natureに掲載された記事にある通り実験結果として既に証明されています。
そこにあると思いこんで観測すればその存在が確定される性質があるので、我々が宇宙があると信じて観測しているからこそ宇宙の存在が確定されて天文学が成り立っているとも言えます。
つまるところこの世界って思い込みの強さだけで成り立っていることになってしまいます。
人の思い込み・思考・思念で全てが決まる・・・って「人間原理」そのものなのですが、2015年の量子力学の実験以降に哲学から科学へほんの少し移動しました。
この動画は1985年〜TNGの１シーンですが、人間原理の一端を簡潔に示しています。
動画尺：１分18秒
同じように涼宮ハルヒの憂鬱の主人公、ハルヒがやらかす事象・不思議現象は人間原理（哲学）として説明されていましたが、人間原理的な事象は現在では科学的な側面を持つ研究テーマとして解釈されています。
- 但し私達はまだ世界の仕組みを全て解き明かしたわけではありませんから、今後新たな発見と解釈でこの話が塗り替えられる可能性は十分あります。
- また現代の社会システムは「存在していること」が前提であらゆるものが組み立てられていますから例え最先端の科学が「私達は存在していない」と示しているからと言っても、受け入れられる筈はありませんし混乱を起こすだけです。
- つまり、科学的に証明はされていても今のところ実生活・実社会にこの話を持ち出すことはタブーでしかなく、今後更に検証の積み重ね…説得力とそれを社会に活かす具体的なモノの提示が必要だということです。
さて、それはともかくとして
このTNGの動画の中で語られていることは興味深いと思います。
彼は思考の力だけで船を一瞬にして10億光年移動させたのですが、テクノロジーに頼らずに（つまりワープ技術やワームホール航行にも頼らず）思考だけでこの途方もない距離の跳躍を行う・・・・
宇宙を旅するために宇宙船のような技術の寄せ集めの箱は必ずしも必要ではないということになります。
進化した人類は見かけのテクノロジーを手放すだろうとか、現在科学と呼んでいる先にあるものへステップアップするとも言われていますが、進化の果ては案外そういうものなのかもしれません。