宇宙に関する問題(2)

このQ&Aのポイント
  • 放射の波長が4倍になると、その放射の光子の持つエネルギーは何倍になるか
  • 各設問で大筋において誤りと思われるものを一つ選びなさい。
  • 太陽エネルギー源について、主系列星以降の星の進化についての質問
回答を見る
  • ベストアンサー

宇宙に関する問題(2)

また分からない問題があり困っています。どなたか回答お願いします。 問3 放射の波長が4倍になると、その放射の光子の持つエネルギーは何倍になるか (1)1/4倍 (2)1/2倍 (3)2倍 (4)4倍 ・各設問で大筋において誤りと思われるものを一つ選びなさい。 問4 主系列星について (1)星はその進化の多くの期間を主系列星として存在する (2)主系列星の中心部では電子の縮退圧が効いているので理想気体の状態方程式は成り立たない (3)主系列星のエネルギー源は水素がヘリウムに核融合する反応である (4)主系列星は原始星の後の進化段階で赤色巨星の前の進化段階の星である 問5 太陽エネルギー源について (1)太陽が石炭からできているとした場合、石炭が燃える熱をエネルギー源として現在の光度で光り続ける期間は46億年よりも短い (2)太陽が石油からできているとした場合、石炭が燃える熱をエネルギー源として現在の光度で光り続ける期間は46億年よりも短い (3)太陽のエネルギー源が重力エネルギーとした場合、太陽が現在の光度で光り続ける期間は46億年よりも長い (4)太陽のエネルギー源が水素ヘリウムになる核融合反応とした場合、太陽が現在の光度で光り続ける期間は46億年よりも長い 問6 主系列星以降の星の進化について (1)主系列星の段階が終わると、水素外層は膨張して赤色巨星になる (2)赤色巨星の段階にある期間は、主系列星の段階にある期間よりも長い (3)たとえば、太陽質量の星と太陽質量の7倍の質量の星を比べると、主系列星から赤色巨星へ進化するタイムスケールは、前者の方が長い (4)太陽は、惑星状星雲の段階を経て白色矮星になる、と考えられている

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • NAZ0001
  • ベストアンサー率29% (508/1743)
回答No.1

問3:1 エネルギーは周波数に比例。 問4:2 電子の縮退圧で耐えているのは、白色矮星。耐えられないと中性子星。 問5:3 言わずもがな… 問6:2 言わずもがな… 逆に質問ですが。 これらの問題は、天文に興味があるのなら、中学生でも答えられますが。どういう組織の問題なんですか?。 また、ここで答えてもらったとして、あなたにどういうメリットがあるのですか?。こういう掲示板で聞かないと答えられない問題とは思えないのですが。あなたは、ちゃんと勉強しているのですか?。

totoro_123
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 私は工業系の大学に通っているのですが、学校の方針で専攻科目とはまったく関係のない授業を一つとらなくてはならず、宇宙という響きだけで安易に天文学系の授業を取ってしまいました。 実際に授業を受けてみると授業内容はビデオで一方的に話すだけで、その上ビデオではいきなり専門的な単語や方程式をさも当然のように用い、授業の要点が映し出されてもあっという間に画面が切り替わって見れなくなってしまうような状況です。 そんな中課題が出されたのですが、問題を読んでもさっぱり分からず、教科書を読んでみても内容が理解できず、ほとんどの問題が解けなかったのでここで質問させていただきました。

関連するQ&A

  • 主系列星の誕生

    主系列星の誕生における表面温度-光度グラフの解説についてです。 星の胞子が重力によって収縮し、温度が上昇すると赤外線や可視光線の放射が増えて、原始的な星としていったん非常に明るく輝きだす。たとえば、質量が太陽と同じ星の場合には、表面温度は3000K前後で、明るさは現在の太陽の10倍~1000倍にも達する。しかし、その後は放射によって失われるエネルギーを補給するために---(1)急速に収縮し、表面温度はやや上昇するが表面積が小さくなることによって光度は減少する。 (1)収縮するとエネルギーが補給されて表面温度が上昇するという論理がわかりません 2)表面積小→光度減少の論理がわかりません。 この2つについて教えていただけないでしょうか。

  • 一番大きな星

    こんにちは。 太陽の直径は地球のおよそ109倍、 はくちょう座V1489星(赤色超巨星)は太陽の1650倍、いちばん大きな星かと思っていましたが、スティーブンソン2-18という住所みたいな名の赤色超巨星が、太陽の2150倍だそうで、こちらが宇宙最大の恒星でよろしいですか? ガイア探査機の再計測の結果、距離が以前より半分くらいと判明した、たて座UY星は1位から28位になってしまいました。

  • 天文学

    いつもお世話になっています。今日は星の爆発とその後の事についてお聞きしたいのですが、例えば赤色巨星は一生の最後に膨張しガスが吹き払われて数十万年は綺麗な色で輝き続ける(惑星状星雲)とか、その後、白色矮星も冷え切って消えていくという説明でした。では太陽の8倍以上の質量をもつ恒星は、超新星爆発を起こし最期を迎えるとその後はどうなるのでしょうか?赤色巨星とは違うのでしょうか?教えてください。

  • 恒星の最後

     太陽くらいの大きさの恒星は、寿命がくると膨らんで赤色巨星になったあと白色わい星になると聞いたことがあるのですが、太陽がもしそうなった場合、どの惑星くらいまで膨らむのかということと、赤色巨星になったあと白色わい星になるまでどのくらいの時間がかかるのかということを教えてください。

  • 星の進化について(ヘリウムフラッシュ)

    はじめまして 星の進化に関する質問です。 少し興味をもって調べてたら、問題が分からないとこが出てきました。 水素燃焼を起こし、ヘリウムを生成してから、ヘリウム燃焼にうつりますが そのヘリウム燃焼過程で起こるといわれる「ヘリウムフラッシュ」というのはすべての星(途中で外層の水素が枯渇するような質量の星は除いて)起きるのでしょうか? ヘリウムコアの重さ0.46Mになるとヘリウムフラッシュが起こるらしいですが、ある程度重い星であればこのコアに行き着く感じがします。 あと、太陽はヘリウム燃焼後、炭素・酸素コアになりますが、その後赤色超巨星になるでいいのですか? あと、赤色巨星の質量放出のメカニズムってまだ解明されてないですよね? 一応、大学範囲物理は習っていますので専門的でもOKです。 いろいろと質問してすいませんが、お答くださいませ。

  • 宇宙の年齢の不思議

    宇宙の年齢は約150億年といわれ、地球の年齢は約46億年といわれていますが、どうも腑に落ちません。 宇宙の年齢と地球の年齢があまりに近すぎると思うのです。人間でいえば150歳と46歳、地球からみて宇宙は曾祖父ていどです。地球が誕生した時点(太陽系が誕生した時点でもありますが)で、宇宙が100億年程度しか経っていないというのが信じられません。せめて1000億年くらいは経っていてもよいと思います。 例えば、太陽は現在46億才、さらに今後、白色矮星になるまでに50億年以上かかるといわれています。つまり、太陽ほどの質量の星であれば、星の寿命は約100億年と予想されています。この仮説に基づけば、宇宙はまだ2世代目の半ばということになります。 宇宙には、数千億の銀河があり、一つ一つの銀河にはこれまた数千億の星が存在するといわれています。まだ2世代目に過ぎない宇宙にこれほど膨大な数の星が輝いていることが不思議でしかたありません。 宇宙はビックバンによって始まったようですが、最初は水素とヘリウムしか存在しなかったといわれています。超新星爆発などによって莫大なエネルギーが生み出され、その中で核融合が進んでヘリウムより重い元素が生み出されました。特に、金などの重い元素は、中性子星どうしの衝突によって生み出されるとの仮説があります。 地球一つを見ても金をはじめ、実に多様な元素からなっています。我々生命も炭素を中心に形成されています。このような多様な元素にあふれた惑星を誕生させるためには、それこそ膨大な回数の超新星爆発や中性子星どうしの衝突が必要であると思います。そのためには、星の誕生と死が少なくとも数十世代にわたって行われている必要があるのではないでしょうか。 もちろん赤色巨星の寿命は10億年程度と予想されていますので、赤色巨星に限って言えば、太陽が生まれる前に10世代近い星の誕生と死が繰り返されたと言うことはできますが・・、そもそも赤色巨星は星の中ではごく少数派であり、超新星爆発後に再び赤色巨星が誕生することは稀であると思います。従って、現在輝く星の多くは2~3世代目の星であると推定されます。 宇宙の年齢は、宇宙の膨張速度や宇宙背景放射などから計算されていると思いますが、この150億年という「答え」はかなりグレーな仮説なのではないでしょうか。 私は素人なのでよくわかりませんが、太陽系の誕生が46億年前なら、直感的にいって、宇宙の誕生は少なくとも1000億年前くらいにはなる気がしてなりません。 不思議なことに、このごく素朴な疑問(地球の年齢と宇宙の年齢が近すぎる?)について、明確に指摘している書物は皆無です。 私と同じような疑問を感じている方、あるいはこの疑問に明確に答えられる方、ご返答いただければ幸いです。

  • 主系列星から巨星へ

    主系列星は長期にわたり安定に水素の核融合反応を続けるが、反応の結果生じるヘリウムが星の中心部に核をつくり、反応を行う部分はしだいに外側へ広がっていく。これとともに中心部は密度と温度が上昇し、核融合反応は活発になる。その結果、星の外層部は膨張し、半径の大きな明るい星へと移行を始め、(赤色)巨星または超巨星へと進化していく。 これに関する補足説明なんで、さっぱりわからなく、困ってます。 星の中心部のヘリウムの核が増大していく途中で、核に急激な収縮が起こるため(1)、星の内部での均衡に変化が生じ、外層部が膨張して表面温度が低下する。(2)しかし、4000Kほどに温度が下がると外層部では対流(3)による熱の運搬が行われる状態になって、再び明るくなり(4)(赤色)巨星へ進化する。 (1)増大していく途中で収縮、この増大と収縮という正反対の現象が同時に起こるという意味がわからないんです。 (2)膨張するのはなぜなんでしょうか。また、なぜ膨張→表面温度の低下なんでしょうか。 (3)温度低下が対流をひきおこすのはなぜなんでしょうか。 (4)対流が起こると明るくなるのはなぜなんでしょうか。 この文章から次から次へと疑問がわいてきます。どうか教えていただけないでしょうか。

  • 赤色巨星。

    赤色巨星って、生まれたばかりの星で、重力の作用で次第に収縮していって、やがては太陽のような星になる・・・これってどこか間違っていますか?教えてください。

  • 宇宙人ているの?

     宇宙人っているんでしょうか。我々の身の回りのありふれた鉄以下の軽い元素でさえ、太陽の8倍以上の重さの主系列星の一生を費やしてその結果作られたと聞きます。  また、太陽系が形成されてから人類が出現するまでの期間を加えると、宇宙は文明を持つ生物を出現させるのに、ほぼその一生をかけたことになると思うのですがどうでしょう。  となりの宇宙人と接触できるほどの宇宙文明が数万年間構築維持できたとして、その数万年という時間と宇宙の年齢の百何十億年とを比べるとあまりにもむなしい希望のようにも思えますがどうでしょう。  また、余剰生産価値を必要な分だけ宇宙開発に向けるとなると、平和でないといけないし、個人の生産活動は完璧に自発的でないといけないとなると、社会的進化もある程度完成されていなければならないということになりそうです。その間に自らの星の生存環境を維持し、エネルギー資源を確保し続けなければならないとすると、原理的に宇宙文明など無理だということになりはしないでしょうか。  宇宙人の定義とかドレイクの式とかはこの際置いておいて、このような論点にどれほどの妥当性があるのか是非知りたいと思います。興味本位の質問ですが、どなたかよろしくご教授下さい。

  • 【宇宙科学】恒星内部の温度・熱エネルギー

    大学の課題が全く分からず、とても困っています。大変厚かましいお願いなのですが、どなたかヒントだけでも教えていただけないでしょうか。どうか、よろしくお願いします。 [問] (1) 太陽の内部密度が中心からの距離の1次関数で表されるとし,表面では 0 であるとする。このとき,太陽の中心温度をおおまかに推定せよ。 (2) 太陽質量の 2 倍と,6 倍の質量をもつ 2 つの恒星があり,それらの半径はそれぞれ,太陽半径の 1.7 倍,4 倍であるとする。これらの星の構成成分は水素だけであるとし,それが完全に電離しているとする。このとき,これらの星の中心温度をおおまかに推定せよ。