宇宙科学 I （蜂巣） 2004 年冬学期

注意筆記用具以外の持込み不可。試験時間 90 分。解答用紙 (表裏) １枚。

問題１. 宇宙ビッグバンで始まったことを示す観測的な根拠を３つあげて、それぞれ詳しく説明せよ。 （配点 25）

問題２. 宇宙における距離の測定に関して次の問に答えよ。

(1) 地球の軌道半径を a_{3}、火星の軌道半径を a_{4} とする。共に円軌道として、遠心力と重力の釣合いの式を導きなさい。ただし、地球の周期を P_{3}、火星の周期を P_{4} とする。（配点 10）

(2) レーダーエコーの実験を火星に向かって行い、\underline{行って帰って来る}エコー時間として、 t_{34} = 523 sec (秒) を得た。ここで、地球の公転周期を P_{3} = 1 年、火星のそれを P_{4} = 1.88 年、光速度を c = 3.0 × 10^{8}m/ sec として、 a_{3} および a_{4} を m を単位として、有効数字 2 桁で求めよ。必要なら、 (1.88)^{2/3} = 1.52 を使いなさい。（配点 15)

問題３. 図は太陽の７倍の質量を持つ星の進化 (星の一生) をあらわしたものである。図中の A, B, … における恒星の内部構造を図示し、進化の様子を簡潔に説明しなさい。なお、内部構造の図を書かない場合は大幅に減点する。なお、横軸は星の表面温度

の常用対数、縦軸は星の光度を太陽高度で割ったものの常用対数である。（配点 25）

問題４. 次のドレイクの式は、われわれの銀河系 (天の川銀河) に存在する宇宙文明の数を予測する式である。この式に関して、次の問に答えなさい。

N = R_{∗} · f_{p} · n_{e} · f_{l} · f_{i} · f_{c} · L  (1)

(1) ドレイクの式の右辺の意味を簡潔に述べ、 N の合理的な値を推測しなさい。（配点 10）

(2) 最後の項 L の値を 100 あるいは 10^{6} と変えた場合に、銀河系 (天の川銀河) における文明の平均距離は、何光年になるか。（配点 10）

(3) また、それに対応した (最後の項 L の値をいろいろ変えた場合)、地球外文明との交信の可能性を根拠を示して、述べなさい。（配点 5）

授業の評価時間があれば、何回くらい「宇宙科学 I」の授業に出たかを記し、「宇宙科学 I」の授業の改善点、要望、あるいは感想でも結構ですので、記入して下さい。なお、この部分は配点には関係ありません。