Newton スーパーノヴァ，ブラックホール

●概要

スーパーノヴァ，ブラックホール
重い星が爆発したあとに，“宇宙の落とし穴”が残される
突然，強烈な光を放って輝きだすスーパーノヴァ。 光さえも吸いこんでしまうブラックホール。 奇妙な二つの天体の正体と，明らかになりつつ ある関係にせまる。

科学がいどむ「超高温」と「超低温」
温度とは何か? 想像をこえた温度では何がおきるか?

「カロリー」の正しい知識
とりすぎは，なぜ太る？
カロリーの高・低は，何がちがう？

●内容

○新星（ノヴァ）
新星とは新しく誕生した星ではなく、もともとあった星が大きく変化した星。星の最後の爆発時の輝き。


○超新星（スーパーノヴァ）
過去２０００年間で９回肉眼で数ヶ月も明るく輝いたことが観測できた、新星より１００万倍明るい新星。 現在では観測技術が上がったため、年間５００個以上発見されている。
太陽より８倍以上の質量を持つ星で発生し、超新星爆発の後には中性子星が残る。


○極超新星（ハイパーノヴァ）
太陽の２５倍以上の質量を持つ星が起こす新星爆発。 この場合、爆発後にブラックホールができる。
ブラックホールの回転が小さい場合、暗い超新星（フェイントスーパーノヴァ）となる。
回転が大きい場合、スーパーノヴァの１０倍明るいハイパーノヴァになる。


◯星の生涯
質量により異なってくる（太陽との比で表記）

0.08倍以下　　　→　寿命数兆年（褐色矮星）
0.08倍～8倍　　→　寿命数億年～数百億年　（白色矮星）
8～25倍　　　　　→　寿命数千万年（赤色矮星）　最後はスーパーノヴァを起こし、中性子星を残す
25倍以上　　　　→　寿命数百万年（赤色矮星）　最後はブラックホールを残す


◯白色矮星
密集した電子に支えられている星。密度が非常に高い。 密集した電子の振動による圧力（縮退圧）によって重力に反発し、均衡を保っている。
白色矮星の質量が太陽の1,4倍になると星が崩壊し、中性子星になる。


◯中性子星
中性子星だけからなる星。非常に高密度。 質量が太陽の３倍以上になるとブラックホールになる。


○ブラックホールの範囲
ブラックホールの中心（特異点）から光や物質が近づいても再び抜け出すことができないギリギリの距離（シュバルツシルト半径）


◯ブラックホールの数
銀河系だけで数百万個ただよっている


◯宇宙から降り注がれる光
可視光線、紫外線、赤外線、Ｘ線


◯Ｘ線
天体がX線を放つには表面温度１０００万度必要。 地球の大気に吸収されるため、地上の天文台から観測できない光。 可視光線は表面温度６０００度で観測できるため、Ｘ線望遠鏡で観測すると、１０００万度以下の星は見えない。


◯パルサー
点滅（パルス）する星。


◯連星
２つペアになっている恒星。恒星の５割は連星。


◯ブラックホール候補天体
実際に恒星のように光っていないため観測できないが、確実にそこにブラックホールがあると思われる天体


◯連星系ブラックホール
連星の片方が先にブラックホールになっている状態。 ブラックホールが恒星のガスを吸い込み、中心部に着く頃には１０００万度に達し、Ｘ線を放射する。 これによりブラックホールが観測できる


◯中間質量ブラックホール
恒星質量のブラックホールと銀河中心の巨大ブラックホール（太陽質量の１００万倍）しか観測されず、中間質量のブラックホールは観測されていない


◯ＵＬＸ（超光度Ｘ線源）
中間質量ブラックホール候補。よく分かっていない。質量は通常のブラックホールほ数百倍程度


○光の種類
波長の長い順より電波、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線


○温度と光
物体の温度が高くなるほど、波長の短い電磁波（光）を出す


○温度とは 温度とは「原子や分子などの粒子運動の激しさ」である
温度が高い　＝　粒子の運動速度が早い
温度が低い　＝　粒子の運動速度が遅い
ただし粒子の運動方向が同じ場合、温度は変わらない。運動方向が乱雑な時、温度は上昇する。


◯固体の温度
固体の場合は原子や分子は移動できないため、振動することで温度が上がる「温度＝振動のはげしさ」
電流を流した際温度があがるのは、電流内の電子が固体内の原子に衝突し、激しく振動するため。


◯風呂とサウナでは同じ４５度でも熱さの感じ方が異なるのは何故か
液体内では水分子の密度が多く皮膚にぶつかる量が多いため。サウナの水分子は気体のため、水分子の密度は小さい。


◯プラズマ
物質の温度を上げていくと固体→液体→気体と変化していく。
さらに上げ続けると、原子はこわれてしまい、原子から電子が飛び出し（電離）、原子核（イオン）と電子が自由に動き回る。 この状態をプラズマという。


◯核融合反応
プラズマ中の原子核同士が衝突して融合する反応。この際に放出されるエネルギーで太陽は輝いている


◯加速器
電子や陽子などを光速近くまで加速し衝突させ、その時の反応を観測するための装置


◯クォーク
１兆K以上では陽子や電子すらもこわれてしまい、構成要素であるクォークが空間に飛び出す


◯超伝導
ある温度（転移温度）以下で、電気抵抗がゼロになる現象。環状の回に路電流を流した場合、永久に電流は流れ続ける


◯超伝導体に磁石を置いた場合浮き上がる現象
環状の超伝導体がつくる磁界により、磁石が反発し浮き上がる


◯粘性抵抗
注射器の中の水を押し出そうとすると指にかかる抵抗。細い管を水が通過する際に生じる


◯超流動現象
粘性抵抗ゼロになる現象。液体ヘリウムの温度を2.2ｋ（－２７１度）にすると超流動状態になる。
容器に液体ヘリウムを入れると、粘性抵抗が０のため、液体が壁をよじのぼる


◯ボース、アインシュタイン凝縮（ＢＥＣ）
ミクロな世界の現象が超低温の実現によりマクロな世界で観測できる状態


◯食品に含まれる主要なエネルギー源
糖質、脂質、タンパク質。1グラムあたりのカロリーは4.1, 9.3 ,4.1
糖質＝炭水化物


◯なぜコンニャクは低カロリー？
コンニャクの９７％は食物繊維であり、食物繊維は体内で吸収しにくい。よってエネルギー源になりにくいのでカロリーは低い。


◯ゼロカロリー？
健康維持増進に関する法律（健康増進法）では１００グラムあたり５キロカロリー以下ならばゼロと表記しても良いとなっている。


◯アスパルテーム
人工甘味料の一つ。1グラムあたりのカロリーは砂糖と同様だが、砂糖の２００倍の甘さを持っている。


◯運動による消費するエネルギー量（消費カロリー）の算出
体重（Kcal）　×　運動強度（METs数）　×　運動時間（時間）


◯基礎代謝
必要最低限のエネルギー。ヒトが必要とするエネルギーは総エネルギーの６０％になる。
２０代男性１５１０キロカロリー。２０代女性１１２０キロカロリーとなる