宇宙の3次元地図

1989年に最初に発見されたCfA2 Great Wallや、ラニアケア超銀河団やそれ以上の銀河系の泡状集積構造がわかっているということは、億光年スケールで宇宙の3次元地図ができていることになります。例えば下記は10年前の番組ですがわかりやすいです。Sloan財団の望遠鏡も出てきます。1分10秒くらいからの格納庫が”Sloan Foundation”の響きにふさわしい怪しさでかっこいいです。2.5mで、思ったよりも小さいですね。

https://www.apo.nmsu.edu/

超銀河団ができる仕組みは下記。
https://www.youtube.com/watch?v=rENyyRwxpHo

どうやってこの地図を作ったのでしょうか。方向は望遠鏡の方向を合わせればいいとして、距離はどうやって分かるのでしょうか?近い天体ならば、地球の公転に伴う角度のずれから距離が分かりますが、億光年だと無理でしょう。使われているのは赤方偏移です。これは、光のドップラーシフトで、元素固有の発光線(輝線スペクトル、水素ならばバルマー系列など)が長波長側にシフトすることを利用します。遠ざかる速度がわかるだけなのですが、宇宙が一様に膨張しているという定説(ハッブル=ルメートルの法則)を使えば距離に換算できます。ハッブル定数が時間に依存するのがややこしく面白いですね。現在のハッブル定数の値は70.0(+12.0,−8.0) km/s/Mpcだそうです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8F%E3%83%83%E3%83%96%E3%83%AB%3D%E3%83%AB%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%AB%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87

宇宙膨張による赤方偏移をドップラーシフトとする説明は厳密には間違っているそうで、空間と一緒に光の波長が伸びるのだそうです(下記の右側図2)。これはよく考えてみる価値がありますね。
https://astro-dic.jp/redshift/

遠いので、非常に明るい天体を測定する必要があります。これが使えるので小さい望遠鏡でいいのだと思います(→明日)。

sponge スポンジ、海綿
“Hubble’s law, also known as the Hubble–Lemaître law or Lemaître’s law, is the observation in physical cosmology that galaxies are moving away from Earth at speeds proportional to their distance. ”
proportional to 比例する プロ「ポ」ーショナる
“The motion of astronomical objects due solely to this expansion is known as the Hubble flow.”
天文学的な物体がこの膨張だけによって動く動きをハッブル流という。
solely 「ソ」ウるり = only
“The parsec (symbol: pc) is a unit of length used to measure the large distances to astronomical objects outside the Solar System, approximately equal to 3.26 light-years or 206,000 astronomical units (au), i.e. 30.9 trillion kilometres (19.2 trillion miles). Parsec is obtained by the use of parallax and trigonometry, and is defined as the distance at which 1 au subtends an angle of one arcsecond (1/3600 of a degree). ”
パーセクは太陽系外の天文学的物体への長い距離を測るのに使う長さの単位で、3.26光年または206000auまたは30.9兆kmである。パーセクは視差と三角法で1天文単位が角度1秒(1/3600°)になる距離である(日本語版だと「年周視差が1秒になる」)。1天文単位は地球と太陽の平均距離。
trigonometry トリゴ「ノ」メトリ 三角法
trigonometric functions トリゴノ「メ」トリック 三角関数 ←この言い方は覚えた方がいいです

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