SPACE456 宇宙創発138億年カレンダー

SPACE456のデザインテーマは "空間" 現在の宇宙論を元に宇宙カレンダーを作ってみました

天文学者のカール・セーガンが宇宙の歴史を地球時間1年(365日)に例えたカレンダーです。1秒は(((138憶÷365日)÷24時間)÷60分)÷60秒)
1月
1月1日 0時0分0秒
138億年前:ビッグバン

現在の宇宙論では138億年前に極小の点から10-36~10-34秒後というわずかな間に体積が一気に膨れ上がり(インフレーション)1cmほどの火の玉となったと言われています。 その火の玉が膨張(ビッグバン)を始めたのは137億年前頃とされています。

1929年にエドウィン・ハッブルは宇宙は膨張し続けている事を発見したが、逆に考えると初期宇宙はどんどん小さくなり最終的には極小になると後の科学者は考えた。 1948年にジョージ・ガモフは高温高密度の初期宇宙が膨張し低温低密度の状態になって宇宙が始まったとする膨張宇宙論(ビッグバン)を発表した。

ビッグバンというと大爆発のようなイメージですが、語源はガモフの論文を嘲笑した他の科学者が「そんな論文は自爆ものだ」と言った事から名付けたとか

1月1日 0時1分26秒
38万年後:宇宙の晴れ上がり

宇宙が誕生した直後の高温高圧の宇宙では陽子、中性子、電子が高速で移動している状態でしたが、徐々に温度が下がり摂氏10億度ほどになったとき陽子と中性子が結び付き水素原子核(水素イオン)、ヘリウム原子核(ヘリウムイオン)になりますが、まだ電子がむつびついていないプラズマ状態でした。その電子が光の直進を妨げ不透明な状態でした。

38万年後。ビッグバンにより膨張した温度が3,000度まで下がった時、原子核と電子が結合し水素やヘリウムの原子が誕生し、光が直進できるようになりました、これを「宇宙の晴れ上がり」と言います。 この時に放たれた光が今でも宇宙のあらゆる方向からやってきています

空間が膨張することで光の波長が引き延ばされる宇宙マイクロ背景放射を予見したガモフでしたが、発見できたのは1964年になってからです。 さらに1900年代後半にはCOBE衛星が宇宙マイクロ背景放射を観測した地図を作成することで視覚的に検証する事ができるようになります。

COBEコービー衛星 WMAPダブルマップ衛星PLANCKプランク衛星 と世代交代し現在は解像度も高くなり精度も上がってきています

歴代衛星の解像度とプランクの背景放射地図

画像元:NASAイメージ(検索/plank)

1月8日 22時26分5秒
135億年前ファーストスターの誕生

ビッグバン後ほぼ一様だった宇宙空間でしたが、冷やされた空間で次第に暗黒物質(ダークマター)にムラができ始めガス状に物質密度が濃い部分ができます。その中で重力によって物質同士が集まり、最も軽い原子の水素とヘリウムが主の恒星が誕生しました。 実際に観測されている種族Ⅰ・種族Ⅱの恒星とは違う 未知の恒星いわば種族Ⅲとされている。 このファーストスターは寿命が短く数百万年ほどで燃料を使い果たし超新星となり初期宇宙に重い元素を作ったと考えられている。

星の輝きを得たことで暗黒時代と呼ばれた時代は終わりを迎えます

これまで初期の星の誕生と銀河形成は133億年頃とされていましたが、2019年の東大と早大、放送大の研究チームは135億年には誕生していたとする発表をしました。

135億年前の星形成の痕跡を発見!〜最遠の「老けた銀河」探査〜 | 国立天文台(NAOJ)

1月10日 6時10分26秒
134.5億年前銀河の誕生

活発に星の形成が行われると星の集まり、すなわち銀河の形成が始まりました

恒星の集まりの中でブラックホールが生まれ銀河ができたのか、ブラックホールが先に出来その強大な重力に星があつまり銀河系となったのか、鶏と卵の論争はありますが、銀河の中心にはブラックホールが存在しているのは確かなようです

2月
3月
4月
5月
5月26日 11時18分15秒
83億年前天の川銀河の誕生

直径10万光年 恒星の数2000-4000億個

宇宙の始まりから55億年、ようやく私たちの住む天の川銀河(Milky Way Galaxy)が形成されます。

多くの銀河の中心にブラックホールがあるとされていますが、天の川銀河にも超巨大質量のブラックホールが存在しているそうです。夏の夜空に見える天の川は銀河の中心を見ています。あの中心部にブラックホールがあると思うとワクワクします。

6月
7月
8月
9月
9月1日 8時0分0秒
46億年前太陽系の誕生

銀河の中には2000億個以上の恒星が存在していますが、太陽も恒星の一つです。 恒星は空間のガスや塵が互いの重力で集まった分子雲となり次第に密度の濃い部分に原始星ができて恒星になります。

太陽もこのように形成され、原始星の段階で形成された渦状の回転の中、物質同士が衝突を繰り返し微惑星となり、さらに衝突を繰り返して現在の惑星配列ができたと考えられています。

宇宙情報センター / SPACE INFORMATION CENTER :太陽の誕生

9月2日 22時5分13秒
45.4億年前地球の誕生

太陽系(Solar System)の形成と同時に微惑星が集まり地球を成長させていました。

この頃は、まだ微惑星が多く存在していたため、初期の地球では微惑星の衝突が頻繁に起こっています。その衝突エネルギーにより、高温のマグマ状でしたが、隕石が運んできた水が水蒸気となり原始大気が形成されたと考えられています。

9月3日 23時28分41秒
45億年前月の誕生

高温のマグマ状だった地球の地表に巨大隕石が衝突したことで、空間に飛び散った破片が次第に集まり月を形成したと言われています。私たちの身近な月は地球の破片って事ですね。

月は地球のマグマオーシャンからできた - アストロアーツ

月で見つかった「地球最古の岩石」 40億年前に形成か | Forbes JAPAN

9月17日 4時52分10秒
40億年前地球に海が誕生

隕石によって原始大気ができましたが、太陽系内の微惑星が他の惑星に衝突・吸収される事で地球に衝突する隕石も次第にすくなくなり、 衝突エネルギーが減った地表の温度は徐々に下がると、次第に水蒸気が水となり地表に降り注ぐ雨となります。 雨が降ったことにより海ができ地表温度は更に下がります。海ができた事で大気中の二酸化炭素も吸収され温室効果も薄れ気温も下がっていきます。

この頃の雨は年間総雨量10mを超えるとてつもない雨量で、気圧の違いにより300度の高温の雨だったとされていますが、地表温度・気温が下がると同時に落ち着いていきます

こうして、生命の基盤が出来たんですね。

9月22日 11時49分33秒
38億年前地球に生命が誕生

人体も様々な原子で出来ています 酸素、炭素、水素、窒素、カルシウム、リン などの物質です。生物とは機能を得た物質なのです

原始大気は雨となり海になりますが、二酸化炭素・窒素・水・等の物質は、アミノ酸・核酸塩基・糖の有機物を生み出します。 アミノ酸はタンパク質の基、核酸塩基はDNA、糖は活動エネルギエーですね。 初期の生命は核を持たない原核生物でした

約40億年前の地球最古の化石を発見、異論も | ナショナルジオグラフィック日本版サイト

9月30日 10時15分39秒
35億年前原始光合成生物の誕生

初期生命は水中で存在しており周りの有機物をエネルギーにしていました(嫌気呼吸)が、周囲の有機物は無限ではない為、光合成で活動エネルギーを作り出す生物が生まれます。 光合成とは大気中の二酸化炭素を取り込み炭水化物(糖)に変化させるという事です。

光合成は太陽光のエネルギーを利用して二酸化炭素と水を合成して炭水化物にする事ですが、なぜ光がないと合成できないのか。 単純に考えてみます 植物を燃やすと熱エネルギーと二酸化炭素が発生しますが、これを逆に考えると二酸化炭素を炭水化物に合成するのにはエネルギーが必要となります。そのため太陽光のエネルギーが必要という事です

なぜ光合成によって酸素ができるのか? 炭水化物は、炭素と水の化合物です。二酸化炭素の炭素と水を合成させると酸素が残るからです

地球の誕生と生物の進化

10月
10月28日4時46分57秒
24.5億年前酸素量の増加

現在の酸素濃度は20%程ですが、初期の大気では0.000002%でしたが、光合成生物のシアノバクテリアが誕生し増加した事で大気の酸素濃度は0.01~0.1%に増加しました

これにより好気呼吸を行う生物が生まれる基盤が出来ました。

私たちは酸素を取り入れ炭水化物を二酸化炭素と水に分解することで得られるエネルギーで生命活動をおこなっている好気呼吸といえますが、もっと進化した生命体ですので好気性生物を参照してくださいませ。

11月
11月9日 2時26分5秒
19億年前真核生物の誕生

細胞内に核を持った真核生物が誕生します。人間も真核生物ですが、この頃はまだ単細胞の生物でしたが、細胞核を分裂させて自らコピーを作り繁殖する事ができる進化した生命体です

11月22日 7時49分33秒
15億年前有性生殖の誕生

二つの個体のDNAを合体させて新しい生命体を作る。 つまりSEXによって個体を増やす生命体が誕生します。

これによって生物の多様性と進化が加速し始めます

11月30日 6時15分39秒
12億年前多細胞生物の誕生

ミドリムシやアメーバーの様な単細胞生物と違い、より複雑な構造を形成できる多細胞生物が生まれます。私たちが肉眼で確認できる生命体は全て多細胞生物と言って良いでしょう。

誕生時期は2億年前ですが細胞数4個のシアワセモ(しあわせ藻)なんて可愛い名前の生命体もいるんだとか

ただ多細胞生物の発生時期は、もっと早かったとする説もある

複雑な多細胞生物、従来説より10億年早く誕生か 化石研究 写真1枚 国際ニュース:AFPBB News

12月
12月15日~30日
6.3億年前~6500万年前カンブリア紀~中生代まで

この時期については、地球の歴史として、まとめようと思います

  • 12月15日 8時5分13秒
    6.3億年前ぜんちゅう(ミミズの様な生物)の誕生
  • 12月17日 15時18分46
    5.43億年前カンブリア紀・無脊椎動物
  • 12月19日 2時13分33秒
    4.88億年前オルドビス紀・脊椎動物・魚類
  • 12月20日 6時47分28秒
    4.43億年前シルル紀・植物の陸地移住
  • 12月20日 23時55分49秒
    4.16億年前デヴォン紀・昆虫・動物の陸地移動
  • 12月22日 12時6分46秒
    3.59億年前石炭紀・樹木・爬虫類
  • 12月24日 2時12分0秒
    2.99億年前ペルム紀(二畳紀)・哺乳類型爬虫類
  • 12月25日 8時40分10秒
    約2.51億年前三畳紀・恐竜・哺乳類
  • 12月26日 17時40分41秒
    1.99億年前ジュラ紀・鳥類
  • 12月28日 3時57分23秒
    1.45億年前白亜紀・花・恐竜絶滅
  • 12月30日 6時6分15秒
    6600万年前中生代終わり・第三紀
12月31日 20時11分28秒
600万年前人類の祖先が誕生

600~500万年前 人間に最も近い霊長類が出現

400~300万年前 二足歩行できる猿人が出現

200万年前 猿人が完全二足歩行はじめる

“キーワード 第四期

12月31日 23時59分56秒
2000年前(B.Cの出来事も含む)僅か4秒の人類の歴史
  • 紀元前600頃 ろうの誕生(不確実)
  • 紀元前551年9月28日 こうの誕生
  • 紀元前400年前後 ゴータマ・シッダッタ(釈迦・仏陀)
  • 紀元前6-4世紀頃 イエス・キリストの誕生
  • 西暦570年 イスラム教の開祖 ムハンマド・イブン=アブドゥッラーフの誕生

宇宙の歴史からみれば人類の2000年の歴史は僅か4秒の間の出来事、皆ただの物質・生きる機能を持った宇宙の一部です。 地球という幾つもの奇跡的な条件の中で生まれた惑星で生命体として存在してる僕らは「生きてるだけで丸儲け」これで納得できませんか

結びに“カール・セーガン博士”の 淡く青い小さな点(the Pale Blue Dot)をご覧ください。ボイジャー1号が太陽系を離れる前にカールセーガン博士は、ボイジャーを地球に振り向かせて写真を撮ることを提案しました。宇宙の中の小さな点で争う人間へのメッセージです