完全独習現代の宇宙物理学

福江純・著

完全独習現代の宇宙物理学

発行
2015/06/22
サイズ
A5判
ページ数
367
ISBN
978-4-06-1532915
本体
4,200円(税別)
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内容紹介

宇宙の多様な物理現象を,手ずから解き明かせる!

太陽系はどこから生まれたか?
恒星はどのようにして光るのか?
銀河の回転に潜むダークマターとは何か?
物理学が拓いた,星々の豊饒な世界に旅立つ一冊.

〈本書「はじめに」より〉
本書は...現代の宇宙物理学を,比較的身近な太陽系から星・銀河・宇宙の順に,数式や図版を多用しながらも,できるだけわかりやすく丁寧に解説しようと試みたものだ.宇宙物理学の本質を理解するため,文章と図版だけで説明する一般向けの解説書と異なり,微分方程式や積分なども含め,数式もためらわずに使っている.難易度が高い部分は結果だけ示したところもあるが,高校数学のレベルでも解けそうな部分は,できるだけ数式をきちんと解いて途中経過を示し,結果まで導くようにした.

目次

第1章 基礎概念 Fundamental Concepts
1.1 単位と次元 unit and dimension
1.2 天球座標と時刻システム celestial coordinates and time system
1.3 重力と自己重力 gravity and self-gravity
1.4 流体と圧力 fluid and pressure
1.5 電磁波と輻射 electromagnetic wave and radiation
1.6 天体の階層と宇宙の歴史 astronomical scale and cosmos history
1.7 専門用語 technical terms and jargons

第2章 太陽系と惑星 Solar System and Planets
2.1 太陽系の諸天体 planets and other objects
2.2 ケプラーの法則 Kepler's law
2.3 惑星の楕円軌道 planet elliptic orbit
2.4 慣性力としての遠心力 centrifugal force
2.5 惑星の大気構造 planetary atmosphere
2.6 地上での太陽光 sunlight
2.7 温室効果 greenhouse effect
2.8 惑星の内部構造 planet internal structure
2.9 太陽系の起源 origin of the Solar System

第3章 太陽物理学 Solar Physics
3.1 太陽表面現象 solar phenomena
3.2 太陽放射スペクトル solar spectrum
3.3 平均自由行程と光学的厚み mean free path and optical depth
3.4 周縁減光効果 limb-darkening effect
3.5 太陽コロナ solar corona

第4章 恒星物理学 Stellar Astrophysics
4.1 星の等級と光度 magnitude and luminosity
4.2 星のスペクトル分類 spectral classification
4.3 ヘルツシュプルング‐ラッセル図(HR 図) HR diagram
4.4 主系列星の物理量 physical quantities
4.5 スペクトル線の形成 formation of spectral lines
4.6 恒星大気と輻射輸送 stellar atmosphere and radiative transfer

第5章 星間物質と星の形成 Star Formation
5.1 星間物質 interstellar matter
5.2 星間分子 interstellar molecule
5.3 重力不安定(ジーンズ不安定) gravitational instability
5.4 原始星と林フェイズ protostar and the Hayashi phase

第6章 星の構造 Stellar Structure
6.1 レーン‐エムデン方程式 Lane-Emden equation
6.2 エネルギーの発生と輸送の釣り合い energy balance
6.3 吸収係数とロスランド不透明度 absorption coefficient and Rosseland opacity
6.4 核融合反応 nuclear reaction
6.5 主系列星の内部構造と質量光度関係 main sequence star

第7章 星の進化と終末 Stellar Evolution
7.1 赤色巨星と進化の最終段階 red giant and stellar death
7.2 超新星と超新星残骸 supernova and SNR
7.3 白色矮星 white dwarf
7.4 中性子星 neutron star
7.5 ブラックホール black hole
7.6 星とガスの輪廻 recycle

第8章 連星系天文学と降着円盤 Binary and Accretion Disk
8.1 連星の構造とその種類 binary and its types
8.2 連星系力学:一般化されたケプラーの第3 法則 generalized Kepler's third law
8.3 近接連星とロッシュ・ポテンシャル Roche potential
8.4 降着円盤の形成と構造 accretion disk
8.5 激変星 cataclysmic variable
8.6 X線連星 X-ray binary
8.7 ブラックホール連星 black hole binary
8.8 宇宙トーラス astrophysical torus

第9章 天体降着流と天体風 Accretion and Wind
9.1 定常球対称流:連続の式とベルヌーイの式 spherical flow
9.2 自由落下流と等速風 freefall flow and constant wind
9.3 ボンヂ降着と太陽風 Bondi accretion and solar wind
9.4 エディントン降着 Eddington accretion
9.5 宇宙ジェット astrophysical jets

第10章 銀河系天文学 Galactic Astronomy
10.1 銀河系の構造 structure of the Galaxy
10.2 銀河円盤の鉛直構造 vertical structure of disk galaxy
10.3 球状星団 globular cluster
10.4 銀河系中心いて座A* Sagitarius A*
10.5 電子‐陽電子対消滅事象 pair annihilation event

第11章 銀河と銀河活動 Active Galaxy
11.1 銀河のハッブル分類 Hubble classification
11.2 円盤銀河の回転曲線 rotation curve of disk galaxy
11.3 活動銀河とクェーサー active galaxy and quasar
11.4 活動銀河の宇宙ジェットと超光速運動 superluminal motion
11.5 超大質量ブラックホール supermassive black hole
11.6 銀河団 cluster of galaxies
11.7 重力レンズとダークマター gravitational lens and dark matter

第12章 宇宙論 Cosmology
12.1 ハッブルの法則と宇宙の膨張 Hubble's law and expansion of universe
12.2 宇宙背景放射 Hubble classification
12.3 ビッグバン宇宙モデル big bang model
12.4 ダークエネルギーと宇宙の内容物 dark energy

第13章 宇宙と生命 Astrobiology
13.1 系外惑星 exoplanet
13.2 ハビタブルゾーン habitable zone
13.3 銀河ハビタブルゾーン galactic habitable zone

付録A 付表

付録C 参考文献