宇宙論

物理学高校〜一般無料 7 章有料 0 章

「記事ネタ」にあるような素朴な疑問（宇宙はなぜ暗い？ビッグバンは本当？宇宙人はいる？）に、現在の科学的知見に基づき、比喩やユーモアを交えて答える。

想定読者: 中学生・高校生・一般の科学ファン

目次

1. 第 1 章宇宙はなぜ真っ暗なのか？（オルバースのパラドックス）無料宇宙が無限で永遠なら夜空は太陽の表面と同じ明るさになるはず。この矛盾を立体角と逆二乗則で定量化し、塵による吸収説を退け、有限の光速・有限の年齢・エネルギー不足という答えに至る。
2. 第 2 章ビッグバンは本当にあったのか？無料「宇宙は火の玉から始まった」を支える三つの証拠——ハッブル–ルメートルの法則、2.7 K の宇宙マイクロ波背景放射、水素とヘリウムの存在比——を数値計算まで追って検証し、この理論が何を説明し何を説明していないかを整理する。
3. 第 3 章なぜ星までの距離がわかるのか？無料年周視差・ケフェイド変光星・Ia 型超新星という三段の物差しを、逆二乗の法則と距離指数から順に組み立てる。δ ケフェイや遠方超新星の実際の数値で距離を計算し、段を継ぐたびに誤差がどう積み上がるかまで追う。
4. 第 4 章ブラックホールの先にあるもの無料光さえ逃げられない天体はなぜ存在できるのか。脱出速度からシュワルツシルト半径を導き、落ちる人を待つ潮汐力、ホーキング放射による蒸発、ワームホールが通り抜けられない理由までを数値つきで追います。
5. 第 5 章ダークマターとダークエネルギー無料銀河の回転曲線と銀河団のビリアル質量からダークマターの存在を導き、Ia 型超新星が示した加速膨張から宇宙定数と状態方程式パラメータ w を読み解く。宇宙の 4.9%・26.4%・68.5% という内訳の根拠を実際の数値計算で確かめる。
6. 第 6 章宇宙人はどのくらいいるのか？（フェルミのパラドックス）無料銀河系の文明数を見積もるドレイクの方程式を実際に数値計算し、「ではなぜ誰も来ないのか」というフェルミのパラドックスを、植民地化の所要時間と電波の検出限界という二つの数字から整理します。
7. 第 7 章宇宙の果てと年齢無料ハッブル定数の逆数がなぜ宇宙の年齢の目安になるのかを式で追い、138 億年を導く。さらに観測可能な宇宙の半径が 465 億光年になる理由と、宇宙そのものに端があるのかを解説する。