地球と宇宙

1年

2026年度後期

2.00単位

G-NS-112L

白石　希典

単独

物理科学入門

(授業の目的)
宇宙科学5000年の[歴史]を俯瞰したのち、研究の最前線を[時空][物質][未知][技術]という視点から詳しく学習する
その過程で多彩な科学の魅力と科学的思考に触れ、受講生がこれまで学んだあるいはこれから学ぶ事柄と宇宙科学のつながりを体感する
ことが、この授業の目的です。

(到達目標)
宇宙科学の歴史と最近の研究動向を理解し、説明できる。

宇宙はいつどのように始まったのでしょうか。宇宙には何があってどこまで広がっているのでしょうか。宇宙は今後どうなるのでしょうか。これらは5000年も前から人類を悩ませる根源的問いであり、宇宙は現在も知的探究の最たる対象であり続けています。また、ビジネスや技術革命の新たな舞台としても、宇宙は近年大いに注目を集めています。
この授業では、宇宙に多様なアプローチで挑む総合学問としての宇宙科学を包括的に学びます。議論したり関連問題を解く時間を設け、受講生が理解を深められるようにします。

(授業計画)
第01回 [歴史] 人類の5000年と宇宙観 (天動説から地動説へ)
第02回 [歴史] 人類の5000年と宇宙観 (静的宇宙から動的宇宙へ)
第03回 [時空] ニュートン力学と重力 (星や人工衛星の運動 / 宇宙速度)
第04回 [時空] 特殊相対論 (時空の相対性 / タイムトラベル)
第05回 [時空] 一般相対論と重力 (時空の歪み / ブラックホール / 重力波)
第06回 [時空] 宇宙のダイナミクス (ビッグバン・クランチ・チル・バウンス)
第07回 [物質] 量子力学と素粒子 (原子 / 原子核 / 素粒子 / 4つの力)
第08回 [物質] ビッグバンと軽元素合成 (水素・ヘリウムの生成 / 宇宙の晴れ上がり)
第09回 [物質] 星と重元素合成 (星の一生 / 超新星爆発 / 中性子星合体)
第10回 [未知] インフレーションと宇宙の始まり (宇宙構造の種と量子揺らぎ)
第11回 [未知] ダークマターとダークエネルギー (新粒子・ブラックホール・修正重力説)
第12回 [未知] 系外惑星と地球外生命 (惑星探査 / ドレイクの式と文明数)
第13回 [技術] 宇宙観測 (光 / 重力波 / ニュートリノ / ミューオン)
第14回 [技術] ロケット (宇宙旅行)
第15回 学習事項のまとめ

(授業の方法)
教員がスライドを用いて毎回の学習内容を解説していきます。
議論したり関連問題を解いたりしながら授業が進んでいきますので、授業中の発言や質問は歓迎します。

(テキスト)
配布するスライド

(参考書)
「シリーズ現代の天文学(全18巻)」 岡村定矩など編 日本評論社

(事前学修)
毎回の授業開始までに、テキスト(配布スライド)や参考書(上記のものや、高校の教科書、大学図書館にある本など)の授業内容に該当する部分を一読してみて下さい。

(事後学修)
新聞・テレビ・インターネットなどで報道され興味を持った宇宙関連のニュースについて、その詳細を調べたり原理を考察してみて下さい。

(成績評価の方法)
レポート(100%)

(成績評価の基準)
宇宙科学の歴史と最近の研究動向を理解し、説明できている。

前期に開講される「物理科学入門」を履修していると、理解や感動が数段深まるかと思います。
質問などは授業中や授業終了直後に受け付けます。

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