宇宙誕生と
太陽質量で決まる
恒星の行く末一元化

本書について

紀元前13,820,000,000年頃、無から宇宙が誕生する。本書は、此の宇宙の誕生から、インフレーションとビッグバン、物質の誕生、宇宙の晴れ上がり、最初期の恒星の誕生と超新星爆発、銀河系の誕生、地球の誕生、太陽の主系列星化、インディアン座ε星Aの褐色矮星化、アスケラ（射手座ζ星）とアルマク（アンドロメダ座γ1星）の超新星爆発、射手座LBV 1806-20のブラックホール化、太陽の赤色巨星化と白色矮星化を経て、西暦1,000,000,000,000年頃の太陽の黒色矮星化に至る迄を一元化した記録である。

紀元前13,820,000,000年頃、宇宙誕生から0.00000000000000000000000000000000000000000001秒後にインフレーションが始まる。此の時宇宙の直径は0.000000000000000000000000000000000001m程度であった。又同じ頃、宇宙誕生から0.0000000000000000000000000000000001秒後にインフレーションが終了し宇宙の直径が0.01m程度となる。更に、此のインフレーションによるエネルギーが熱となりビッグバンを引き起こし、温度が100,000,000,000,000℃～1,000,000,000,000,000℃となり、此れにより、光子を含む大量の素粒子（クォーク、グルーオン）が生まれた。又同じ頃、宇宙誕生から0.0000000001秒以前に、クォークと反クォークの数が非対称となる。又同じ頃、宇宙誕生から0.0001秒後になると、1,000,000,000,000℃まで温度が下がり、クォークと反クォークが対消滅し、残ったクォークとグルーオンから陽子と中性子が生まれ、物質が誕生する。又同じ頃、宇宙誕生から180秒程経過すると、1,000,000,000℃まで温度が下がり、陽子と中性子が結び付き、重水素（水素2）・ヘリウム3・ヘリウム4・ヘリウム6・ヘリウム7の安定原子核と、主に三重水素（水素3）・ベリリウム7・ベリリウム8の不安定原子核・放射性原子核が生まれた。又同じ頃、宇宙誕生から1,200秒程経過すると、宇宙の温度と密度が核融合に必要なレベルを下回った為、元素合成が終わる。

紀元前13,819,620,000年頃、宇宙に存在する原子の大半を占めていた、プラズマ状態にあった水素とヘリウムが、3,000℃まで温度が低下した為、電子が原子核に捕らえられる。此れにより、光子や電波が直進できる様になる、宇宙の晴れ上がりが発生した。此の時の宇宙の大きさは10,000,000光年程であった。紀元前13,670,000,000年頃、ダークマターの重力により、ダークマターの固まりが出来、其の中にある水素やヘリウムのガスが収縮し、最初期の恒星が次々に誕生する。太陽の数百倍の質量があり、巨大であった。此の最初期の恒星は核融合反応により、水素からヘリウムを作り出し、軈て水素やヘリウムよりも重い重元素を作り出していった。紀元前13,665,000,000年頃、最初期の恒星が次々に超新星爆発し、重元素が宇宙にばら撒かれる。紀元前13,000,000,000年頃、銀河系誕生。紀元前7,000,000,000年頃、宇宙の膨張が加速を始める。

紀元前5,400,000,000年頃、太陽質量が0.08から4未満である太陽に関し、太陽系の材料となった元素が撒き散らされる超新星爆発が発生する。紀元前4,603,000,000年頃、太陽質量が0.08から4未満である太陽に関し、水素原子を主体とした、周囲よりも高密度の星間ガス、塵等が集中した部分である「星間雲」が回転を始め、内部で分子が作られ、水素分子を主体とした「分子雲」が出来る。星の爆発が起きると、其の部分の密度が高くなり、其の領域が自身の重さにより収縮し、密度が上がり、ガスの圧縮により中心部の温度を上昇させ、「原始太陽」として重力エネルギーを解放する事で赤外線を放ち輝き始める。原始太陽に取り込まれずに残ったガスや塵は円盤状の「原始太陽系円盤」となり、原始太陽を取り囲んだ。周囲から落ち込む星間物質が無くなった原始太陽は、重力収縮よりも核融合による熱で膨張する力が勝り中心部の温度が下がる。すると核融合反応が鈍くなり、重力収縮の力が勝り原始太陽は収縮する。すると再び、中心部の温度が上がり、核融合反応が進む。此れを繰り返しながら、徐々に安定していく。紀元前4,598,000,000年頃、太陽質量が0.08から4未満である太陽に関し、原始太陽系円盤のガスや塵が結びつき、直径数kmの微惑星を形成する。紀元前4,590,000,000年頃、太陽質量が0.08から4未満である太陽がTタウリ型星となり、周りのガスが少なくなる。

紀元前4,548,000,000年頃、太陽質量が0.08から4未満である太陽に関し、微惑星の衝突・合体の繰り返しにより、現在の水星から火星までの範囲に20個程の原始惑星が誕生する。紀元前4,543,000,000年頃、10個の原始惑星が衝突・合体し地球が誕生する。此の衝突・合体により発生した熱エネルギーにより地表が融解し、マグマオーシャンが発生した。此れにより地球の表面温度は約1,900℃に達した。又、地球の内部から放出されたガスにより主にメタン・アンモニア・二酸化炭素の原始大気が生まれた。紀元前4,525,000,000年頃、火星軌道と木星軌道の間に広がる小惑星帯中の小惑星ベスタが巨大衝突を起こす。紀元前4,500,000,000年頃、太陽質量が0.08から4未満である太陽の中心部が10,000,000℃を超え「主系列星」となり、水素の原子核がヘリウムの原子核に転換する核融合反応により輝き始める。此の時から可視光で観測可能となる。重力収縮と核融合の熱により膨張する力が均衡し、安定した状態である。

紀元前1,300,000,000年頃、太陽質量が0.08未満且つ3重連星であるインディアン座ε星Aの原始星が誕生。水素の核融合が始まらず、褐色矮星となる。重力収縮のエネルギーだけで赤外線を発し、長い時間を掛けて冷えてゆく。距離11.82光年、太陽質量0.762M☉、太陽半径0.732R☉。紀元前605,000,000年頃、太陽質量が4から8未満且つ2重連星且つ2重星であるアスケラ（射手座ζ星）の原始星が誕生。距離88光年、太陽質量5.26M☉。紀元前447,405,466年頃、太陽質量が4から8未満且つ2重連星且つ2重星であるアスケラ（射手座ζ星）の熱核融合に用いる水素が枯渇し、中心部がヘリウムとなる。すると水素よりも密度の大きいヘリウムが中心部に存在する事により、核融合反応で膨張する力よりも重力収縮の力が勝り、恒星が潰れていく。すると中心部が300,000,000℃を超え、中心部のヘリウムが核融合反応により炭素となる。強い重力収縮によって、恒星は膨張できず、温度が上昇しても熱を解放する事は出来ない。更に中心部の炭素も核融合反応を始め、其の激しい反応に耐えきれず超新星爆発する。アスケラは距離88光年、太陽質量5.26M☉。

紀元前2,840,965年頃、太陽質量が8～30且つ2重星であるアルマク（アンドロメダ座γ1星）の熱核融合に用いる水素が枯渇し、中心部がヘリウムとなり、更にヘリウムも熱核融合を行い炭素、酸素と次々に重い元素が生まれる。然し、炭素の量が多い為に発生するエネルギーが非常に大きく、重力収縮に対抗して幾分膨張し、熱が解放される。更に熱核融合が進み、酸素からマグネシウム、ケイ素を経て鉄が作られる。鉄の原子核は熱核融合を起こせない為、中心部が冷却される。すると重力収縮に対抗する力が無くなり、大量の外層を落下させ急速に中心部に向かって潰れていく。最終的に中心核にぶつかり超新星爆発する。此の爆発により、残った鉄の中心核が更に圧縮され、太陽質量の1.46倍（チャンドラセカール限界）を超えると、中心核を構成している鉄の原子核が分解され、電子が陽子に吸い込まれ、中性子とニュートリノが出来る。ニュートリノは宇宙空間に飛び出し、中性子は半径数十km、密度500,000,000t/㎤の中性子星となる。中性子同士は近づきすぎると核力と呼ばれる反発力を生じる為、重力収縮と対抗できる様になり、太陽質量の2倍以内であれば中性子星は安定して存在出来る。そして此れにより、生命を構成する重い元素が撒き散らされる。アルマクは距離390光年、太陽質量23.7M☉、太陽半径80R☉。紀元前2,461,992年頃、太陽質量が30を超える射手座LBV 1806-20の熱核融合に用いる水素が枯渇する。圧縮される中心核は、もはや中性子による核力でも支える事が出来ない。恒星の質量が持つ強大な重力収縮に耐えきれず、中心核は更に圧縮されて密度を増し、重力が更に強くなる。此れを際限無く繰り返し、中心核は限りなく潰れ、重力崩壊を起こし、光さえ抜け出す事の出来ない高重力のブラックホールとなる。射手座LBV 1806-20は距離28,375.60光年、太陽質量36M☉。

西暦500,000,000年頃、太陽質量が0.08から4未満である太陽に関し、太陽の高温化により水蒸気の発生量が増加し、大気中の二酸化炭素は徐々に減少する。光合成が難しくなり、耐性の弱い植物から姿を消し始める。西暦5,397,000,000年頃、太陽質量が0.08から4未満である太陽に関し、太陽の熱核融合に用いる水素が枯渇し、中心部がヘリウムとなる。すると水素よりも密度の大きいヘリウムが中心部に存在する事により、核融合反応で膨張する力よりも重力収縮の力が勝り、太陽が潰れていく。すると再び中心部が10,000,000℃を超え核融合反応の中心が周囲の水素に移り、中心部以外が膨張し、大きさが100倍になり、表面温度が3,000℃まで下がり、赤色巨星となる。其の際太陽は大きさを変える脈動等を開始し、徐々に外層を吹き飛ばしていき、ガスを放出する。最終的に中心核だけが残る。西暦7,000,000,000年頃、太陽質量が0.08から4未満である太陽に関し、赤色巨星である太陽が全ての核融合反応を停止し、ヘリウムの中心核が収縮し数t/㎤の白色矮星となる。此の高密度状態では自由電子が押し込められ、外に向けた反発力が生じるが、重力収縮の力と均衡し、安定する。白色矮星の最大質量は太陽の1.46倍（チャンドラセカール限界）迄であり、理論上此れ以上重い白色矮星は出来ない。又、白色矮星となった太陽は新たなエネルギーを生みだす事が出来ず、長い時間を掛けてエネルギーを失っていく事となる。又周りには、赤色巨星になる際に放出したガスが、白色矮星の紫外線によって照らされる。此れが惑星状星雲である。

西暦18,429,342,658年頃、太陽質量が0.08未満且つ3重連星であるインディアン座ε星Aの寿命が尽きる。距離11.82光年、太陽質量0.762M☉、太陽半径0.732R☉。西暦1,000,000,000,000年頃、太陽質量が0.08から4未満である太陽に関し、白色矮星である太陽が完全にエネルギーを失い、輝きが無くなり黒色矮星となる。宇宙の誕生から、インフレーションとビッグバン、物質の誕生、宇宙の晴れ上がり、最初期の恒星の誕生と超新星爆発、銀河系の誕生、地球の誕生、太陽の主系列星化、インディアン座ε星Aの褐色矮星化、アスケラ（射手座ζ星）とアルマク（アンドロメダ座γ1星）の超新星爆発、射手座LBV 1806-20のブラックホール化、太陽の赤色巨星化と白色矮星化を経て、太陽の黒色矮星化に至る迄——其の全過程を、本書は一冊に束ねている。