理工学基礎科学 宇宙論入門
種別 専門周辺科目、2単位
教育目標 ビッグバン宇宙論の概略を理解する。具体的な目標は
  • 大域的には宇宙空間が一様・等方であることを理解する
  • 宇宙のスケールの時間発展と宇宙のエネルギー密度の関係を理解する
  • 観測事実と宇宙空間の膨張を関係付ける
履修上の注意 講義ノートのpdfファイルを公開していて、第1回の講義の時に入手方法を説明する。
第2回以降は各自講義ノートを用意してくること。
指定した演習問題を解くこと。
授業概要 ビッグバン理論は現代の宇宙論の基礎となっている。
本講義では、なぜビッグバン理論という考えに至ったかの経緯を解説し、現在の宇宙についての理解を紹介する。
膨張する宇宙や、火の玉宇宙といった考え方が、観測事実と既知の物理法則から自然に導かれることを示す。
また最近の観測で宇宙のエネルギーの中味がどのように決まっているか、またそのデータを用いると宇宙の年齢がどのようにして決まるのかを解説する。
授業予定 1. 膨張する宇宙 --- プロジェクタを使って解説

2. 相対論の概要
 特殊相対論 --- エネルギーと運動量
 一般相対論
 光の世界線とEinstein方程式

3. Friedmann宇宙
 一様・等方空間
 赤方偏移とスケール因子
 Friedmann方程式と様々な解

4. 密度パラメータと宇宙年齢
 Hubbleパラメータと減速パラメータ
 固有距離と光度距離
 密度パラメータの決定と宇宙年齢

5. 元素合成
 宇宙の中の元素の割合
 粒子と温度
 元素合成
成績評価基準 期末試験によって判定する。
試験は持ち込み可とする。但し、再試験は行わない。
単位取得状況 登録者数:59 合格者数:42 不合格者数:3 単位取得率:0.712 (2005)
登録者数:87 合格者数:69 不合格者数:13 放棄者数:5 単位取得率:0.793 (2006)
登録者数:96 合格者数:69 不合格者数:14 放棄者数:13 単位取得率:0.719 (2007)
登録者数:100 合格者数:73 不合格者数:14 放棄者数:13 単位取得率:0.730 (2008)
関連リンク 講義ノートのダウンロード
オンライン公開講座「宇宙の物質の起源」
授業評価
改善計画
2005, 2006

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