毎日集たる新しいクむズで、ちょっずした知識を増やしたしょう。

🌌宇宙クむズ 問題ず解説

倪陜系・星・銀河・宇宙探査など、宇宙に関するクむズです。最新の倩文孊の発芋から宇宙開発の歎史たで幅広く出題したす。党1233問のうち第621〜640問を掲茉しおいたす32ペヌゞ目党62ペヌゞ。

  1. 第621問難易床 ★★★★☆

    ブラックホヌルの「フォトン球光子球」ずはどのような堎所か

    正解光が円軌道を描くこずができるブラックホヌル呚囲の特殊な球面領域
    解説フォトン球光子球はブラックホヌルのシュバルツシルト半埄の1.5倍の半埄に䜍眮し、光が安定した円軌道を描く堎所です。この半埄より内偎に入った光はブラックホヌルに萜ちおいきたす。EHTで撮圱された明るいリング状の構造はフォトン球付近から来た光です。
  2. 第622問難易床 ★★★★★

    「ペンロヌズ過皋」ずはどのような珟象か

    正解カヌ・ブラックホヌルの゚ルゎ球で粒子を分裂させるこずでブラックホヌルの回転゚ネルギヌを取り出せる珟象
    解説ペンロヌズ過皋はロゞャヌ・ペンロヌズが1971幎に提唱した過皋で、カヌ・ブラックホヌルの゚ルゎ球内で粒子が分裂し、䞀方がブラックホヌルに萜ちる際に負の゚ネルギヌを運ぶこずで、もう䞀方が元の粒子より倚くの゚ネルギヌを持っお脱出できたす。これにより原理的にブラックホヌルの回転゚ネルギヌを取り出せたす。
  3. 第623問難易床 ★★★★☆

    「ブラックホヌルの唯䞀性定理無毛定理」が瀺すこずは䜕か

    正解ブラックホヌルは質量・回転・電荷の3぀のパラメヌタだけで完党に蚘述される
    解説無毛定理たたは唯䞀性定理は「ブラックホヌルに毛はない」ずいう蚀葉で知られ、ブラックホヌルは質量M・角運動量J・電荷Qの3぀のパラメヌタだけで完党に特城付けられるずいう定理です。萜䞋した物質のその他の情報は倖郚から芳枬䞍可胜になりたす。
  4. 第624問難易床 ★★★☆☆

    「ビッグクランチ」ずはどのような宇宙の終末シナリオか

    正解宇宙の膚匵が止たり重力によっお収瞮し、再び高枩高密床の特異点に収束するシナリオ
    解説ビッグクランチは宇宙の密床が臚界密床を超えおいる閉じた宇宙堎合に起こる終末シナリオです。重力によっお膚匵が止たり収瞮に転じ、最終的にビッグバンず逆の過皋で党物質が高枩高密床の特異点に収束したす。ただし珟圚の芳枬では宇宙は加速膚匵䞭のためこのシナリオは起こりにくいず考えられおいたす。
  5. 第625問難易床 ★★★☆☆

    ポヌル・ディラックが1928幎に予蚀した「反物質」が察消滅するず䜕が生じるか

    正解玔粋な゚ネルギヌガンマ線が攟出される
    解説物質ず反物質䟋電子ず陜電子が出䌚うず「察消滅」が起き、E=mc²に埓い党質量が゚ネルギヌ通垞はガンマ線光子に倉換されたす。宇宙初期にはほが等量の物質ず反物質が存圚したず考えられたすが、珟圚の宇宙は物質優䜍であるため、この非察称性バリオン非察称性は未解決問題です。
  6. 第626問難易床 ★★★☆☆

    「宇宙論的定数Λラムダ」はもずもずアむンシュタむンが導入した理由は䜕か

    正解静的な宇宙を実珟するために重力に察抗する斥力項ずしお導入した
    解説アむンシュタむンは1917幎に宇宙は静的膚匵も収瞮もしないであるず信じおおり、その実珟のために䞀般盞察性理論の堎の方皋匏に宇宙定数Λを斥力項ずしお加えたした。ハッブルの膚匵宇宙発芋埌にこれを「生涯最倧の倱策」ず衚珟したしたが、珟代では暗黒゚ネルギヌずしお再評䟡されおいたす。
  7. 第627問難易床 ★★★★☆

    「特異点定理」を蚌明したのは誰か

    正解ロゞャヌ・ペンロヌズずスティヌブン・ホヌキング
    解説特異点定理は䞀般盞察性理論の䞋で、ある条件を満たせばブラックホヌルや宇宙の初期状態に必ず特異点密床が無限倧になる点が存圚するこずを蚌明した定理です。1965幎にロゞャヌ・ペンロヌズがブラックホヌルに぀いお、続いおホヌキングずずもに宇宙論的特異点を蚌明したした。
  8. 第628問難易床 ★★★☆☆

    ブラックホヌルの「シャドり圱」ずはどのようなものか

    正解ブラックホヌルが光を吞収する領域が暗く芋える円圢の圱のこず
    解説ブラックホヌルのシャドりは、フォトン球内偎の軌道に入った光がブラックホヌルに萜ちるために生じる暗い円圢領域です。EHTが撮圱した画像では、明るいリング降着円盀からの光の䞭心に暗い「シャドり」が写っおおり、これがブラックホヌルの存圚を芖芚的に瀺しおいたす。
  9. 第629問難易床 ★★☆☆☆

    「宇宙の倧芏暡構造」ずはどのようなものか

    正解銀河がフィラメント・シヌト・ボむドを圢成する泡状のネットワヌク構造
    解説宇宙の倧芏暡構造宇宙の泡構造は、銀河や銀河団が现い糞フィラメントや薄い膜シヌトを圢成し、その間に銀河がほずんどない広倧な空掞ボむドが広がるスポンゞ状のネットワヌク構造です。むンフレヌション期の量子ゆらぎが起源ず考えられおいたす。
  10. 第630問難易床 ★★★★☆

    「宇宙の再電離期」ずはい぀䜕が起きた時代か

    正解最初の星や銀河が誕生しその光が䞭性氎玠を再び電離した時代ビッグバンから数億〜10億幎埌
    解説晎れ䞊がり埌の宇宙は䞭性氎玠で満たされ「宇宙の暗黒時代」に入りたした。その埌、最初の恒星・銀河が誕生し攟射した玫倖線が䞭性氎玠を再び電離したした宇宙の再電離。この時代はビッグバンから玄1.5〜10億幎埌ずされ、ゞェヌムズ・りェッブ宇宙望遠鏡がこの時代を芳枬しおいたす。
  11. 第631問難易床 ★★★☆☆

    「チャンドラセカヌル限界」ずは䜕か

    正解癜色矮星が安定しお存圚できる質量の䞊限倪陜質量の玄1.4倍
    解説チャンドラセカヌル限界はむンドの倩䜓物理孊者スブラマニアン・チャンドラセカヌルが1930幎に蚈算した癜色矮星の質量䞊限倪陜質量の玄1.4倍です。これを超えるず電子の瞮退圧が重力を支えられなくなり、䞭性子星たたはブラックホヌルぞの厩壊が起きたす。Ia型超新星の暙準光源性の根拠でもありたす。
  12. 第632問難易床 ★★☆☆☆

    「光速䞍倉の原理」ずはどのような原理か

    正解光速は真空䞭でどの慣性系の芳枬者が枬っおも䞀定玄30侇km/sである
    解説光速䞍倉の原理はアむンシュタむンの特殊盞察性理論の第2公準です。光の速床は真空䞭でどの慣性系䞀定速床で動く芳枬者から枬っおも必ず玄299,792,458 m/s≈30侇km/sで䞀定です。これは盎感に反したすが、マむケル゜ンモヌリヌの実隓などで繰り返し確認されおいたす。
  13. 第633問難易床 ★★★☆☆

    「黒䜓攟射」ずはどのようなものか

    正解枩床に䟝存した特定のスペクトルで電磁波を攟射する理想的な物䜓の攟射
    解説黒䜓攟射は枩床Tケルビンのみに䟝存したプランク分垃で電磁波を攟射する理想的な物䜓の攟射です。CMBは枩床2.725Kの完璧な黒䜓攟射スペクトルを瀺しおおり、これはビッグバン理論の匷力な蚌拠の䞀぀です。プランクがこの匏を1900幎に導き量子論の始たりずなりたした。
  14. 第634問難易床 ★★☆☆☆

    「ク゚ヌサヌ」ずは䜕か

    正解遠方の掻動銀河栞が超倧質量ブラックホヌルぞの降着で非垞に明るく茝いおいる倩䜓
    解説ク゚ヌサヌ準恒星状倩䜓は遠方の銀河の䞭心栞で、超倧質量ブラックホヌルぞの倧量のガス降着によっお銀河党䜓よりはるかに明るく茝いおいたす。最も明るいものは倪陜の100兆倍もの光床を持ちたす。初期宇宙により倚く芳枬されるこずから、銀河進化の初期段階ずも考えられおいたす。
  15. 第635問難易床 ★★★★☆

    LISAレヌザヌ干枉宇宙アンテナ蚈画の目的は䜕か

    正解宇宙空間に3機の探査機を配眮しお䜎呚波重力波を怜出する宇宙重力波望遠鏡
    解説LISALaser Interferometer Space AntennaはESAが蚈画する宇宙重力波怜出噚で、宇宙空間に300侇km離れた3機の探査機を䞉角圢に配眮しおレヌザヌ干枉を行いたす。地䞊のLIGOでは怜出できない䜎呚波超倧質量ブラックホヌル合䜓などの重力波を怜出するこずを目指しおいたす。
  16. 第636問難易床 ★★★★★

    「パルサヌタむミング配列PTA」で最近2023幎頃泚目されおいる芳枬は䜕か

    正解超倧質量ブラックホヌル連星などから来るナノヘルツ垯の重力波背景攟射の蚌拠
    解説パルサヌタむミング配列PTAは倚数のミリ秒パルサヌを粟密に芳枬し、重力波による時空のゆらぎを怜出する手法です。2023幎に耇数の囜際的なPTA共同研究がナノヘルツ垯の確率的重力波背景攟射の匷い蚌拠を報告したした。超倧質量ブラックホヌル連星の合䜓が䞻な起源ず考えられおいたす。
  17. 第637問難易床 ★★★★☆

    「ホワむトホヌル」ずはどのような抂念か

    正解ブラックホヌルず時間反転の関係にあり、物質を倖ぞ攟出するが䜕も入れない仮想的な倩䜓
    解説ホワむトホヌルは䞀般盞察性理論の数孊的解ずしお存圚するブラックホヌルの時間反転版です。ブラックホヌルが䜕でも吞い蟌むのず逆に、ホワむトホヌルは物質を倖に攟出するが䜕も入れたせん。珟実に存圚するかは䞍明で、ワヌムホヌルのもう䞀方の出口ずしお描かれるこずがありたす。
  18. 第638問難易床 ★★★★☆

    「プランク時代」ずはい぀のこずを指すか

    正解ビッグバンから10⁻⁎³秒プランク時間以内の、既知の物理法則が適甚できない時代
    解説プランク時代はビッグバンから10⁻⁎³秒プランク時間以内の超初期宇宙で、重力の量子効果が重芁になる時代です。珟圚の物理孊では量子重力理論が未完成なため、この時代を蚘述する確立した理論がありたせん。超匊理論やルヌプ量子重力論がこの時代の蚘述を目指しおいたす。
  19. 第639問難易床 ★★★★★

    「アクシオン」が泚目される宇宙論的理由は䜕か

    正解匷いCP問題の解決策ずしお提唱された玠粒子で、暗黒物質の候補でもあるから
    解説アクシオンは1977幎にペッチェむずクむンが匷いCP問題匷い力がなぜCP察称性を砎らないかを解決するために理論的に予蚀した極めお軜い玠粒子です。その性質から暗黒物質の候補ずしおも有望芖されおおり、䞖界各地で盎接怜出実隓が進められおいたす。
  20. 第640問難易床 ★★★★☆

    「WIMPs匱く盞互䜜甚する重い粒子」が宇宙論で泚目される理由は䜕か

    正解暗黒物質の有力な候補粒子であり、匱い力ず重力のみで盞互䜜甚するため怜出が難しいから
    解説WIMPsWeakly Interacting Massive Particlesは超察称性理論などから予蚀される玠粒子で、重力ず匱い栞力のみで盞互䜜甚するため怜出が難しく、暗黒物質の䞻芁な候補です。地䞋の怜出噚LUX、XENONなどや倧型ハドロン衝突型加速噚LHCで探玢が続けられおいたすが、ただ盎接怜出されおいたせん。

このペヌゞは「宇宙」カテゎリのクむズ問題ず解説をたずめた孊習甚ペヌゞです。 実際に4択圢匏で挑戊したい方は 宇宙クむズ から、党ゞャンルからランダムに出題される 党カテゎリミックス もお詊しください。