宇宙の石はどこから来るのでしょうか？ほとんどの惑星は石でできていますか？真実はここにある

この記事は、ネットユーザーからの質問に答えるものです。宇宙はとても広く、ほとんどの惑星は石でできています。問題は、石がどこから来るのかということです。

この質問自体が先入観の間違いです。宇宙は非常に巨大なので、科学界はまだその大きさを知りません。観測可能な宇宙の半径は約 465 億光年であることだけが分かっています。しかし、宇宙のほとんどの惑星が岩石でできているという結論は完全に間違っています。この疑問を明らかにするには、まず宇宙の形成過程と元素の豊富さを理解する必要があります。

宇宙の起源と元素の存在についての紹介/

標準的な宇宙論モデルによれば、宇宙は138億2000万年前の特異点の大爆発から始まったとされています。特異点とは、無限に小さいエネルギー点です。爆発の初期には、温度は無限に高く、密度は無限に大きくなります。しかし、爆発から 1 秒以内に、クォーク、グルーオン、レプトン、中性子、陽子、電子などの粒子が生成されます。爆発から10秒以内に陽子と中性子が結合して原子核になります。

したがって、宇宙のすべての物質はエネルギーから変換され、それはアインシュタインが作成した質量エネルギー方程式、E = MC ^ 2 に従います。しかし、宇宙の初期の頃は、温度が非常に高く、圧力が高く、密度も高かったのです。電磁波も光も逃げることができませんでした。宇宙は不透明な暗黒時代にあり、電子は原子核と結合して原子を形成することができませんでした。

爆発から38万年後、宇宙の温度が3000Kまで下がり、密度が大幅に減少した時、光子は分離して宇宙誕生以来初めての光を放出し、電子も原子核と結合して中性原子を形成した。

宇宙の要素は最も単純なものから始まりました。最も初期の原子は水素とヘリウム、そしてごく少量のリチウムのみで構成されていました。これらの元素は周期表の最初の 3 つにランクされています。原子核にはそれぞれ 1、2、3 個の陽子しかなく、原子核の周りを回る電子もそれぞれ 1、2、3 個しかありません。宇宙におけるそれらの質量存在比は、水素が76%、ヘリウムが24%、リチウムは極めて少なく、約0.00000006%を占めています。

これらのデータは、決してランダムに作成されたものではありません。答えはビッグバンの残光を測定して得られました。これらの残光を宇宙マイクロ波背景放射と呼びます。この遍在する放射線は、ビッグバンから 38 万年後に放出された最初の光線の名残です。

宇宙の初期段階では、これらの元素は重力によって互いに引き合い、分子雲に凝縮しました。これらの分子雲は集まり続け、より大きく、より高密度になり、徐々に星や銀河を形成しました。星は宇宙の目に見える物質の中で最も重要な構成要素であり、プラズマの形で存在します。宇宙の可視物質の99%以上はプラズマです。

したがって、宇宙で最も豊富な可視物質は石ではなくプラズマです。

いわゆる可視物質は、現代の天体物理学が信じているものです。宇宙の全質量とエネルギーのうち、暗黒エネルギーは68.3%、暗黒物質は26.8%を占め、星、星雲、光子、ニュートリノなどの可視物質は合計でわずか4.9%を占めています。暗黒エネルギーと暗黒物質は光（電磁波）を吸収、反射、または相互作用しないため、目に見えません。

宇宙の初期には、水素、ヘリウム、微量のリチウム以外の元素は存在しませんでした。恒星の核融合によって軽い元素が重い元素に融合し続けることによって、元素の種類は徐々に増加しました。大質量星の進化の最終段階では超新星爆発が発生し、非常に高い温度と圧力の下で、より重い元素が凝集することがあります。中性子星の衝突や白色矮星の爆発など、宇宙における主要な天体現象によって重元素が形成され、最終的に現在知られている 118 種類の元素が形成されます。

宇宙にはすでに多くの種類の元素が存在していますが、宇宙全体の元素の豊富さは、依然として水素とヘリウムが99%を占めており、他の重元素を合わせてもわずか1%程度しか占めていません。石を構成する主な元素は水素とヘリウムではないため、宇宙の惑星が主に石で構成されていることは不可能です。

太陽系には岩石惑星がいくつありますか？

太陽系は、1 つの恒星、8 つの惑星、および多数の小天体で構成されています。太陽は太陽系で唯一の星です。天の川銀河にある約4000億個の恒星のうち、小質量または中質量の恒星です。これは黄色矮星と呼ばれ、質量は約1.989×10^30キログラムで、太陽系全体の質量の99.86%を占めています。つまり、太陽を除く他の 8 つの惑星を合わせても太陽系全体の質量のわずか 0.14% しか占めず、より小さな天体は基本的に無視できるほど小さいのです。

8 つの惑星の中には、地球型惑星が 4 つ、木星型惑星が 4 つあります。地球型惑星は太陽の近くにあり、内側から外側に向かって、水星、金星、地球、火星となっています。木星系惑星は、近いものから遠いものの順に、木星、土星、天王星、海王星です。いわゆる地球型惑星は、地球のような岩石殻を持つ惑星であり、岩石惑星とも呼ばれます。木星系惑星は木星のように主にガスで構成されている惑星で、ガス巨星とも呼ばれます。

実際、岩石惑星はすべて岩石でできているわけではありません。たとえば、地球の地殻の酸素含有量は 46.6% です。ガス惑星は完全にガスで構成されているわけではない。たとえば、木星と土星はどちらも小さな岩石の核を持っています。大気深部の高温高圧下では、ガスも液体や金属になります。

しかし、それは物語の都合上です。すべての岩石惑星を岩石として、すべてのガス惑星をガスとして数えます。では、8 つの惑星の総質量のうち、岩石でできている割合はどのくらいでしょうか?地球の質量は約6*10^24キログラム、水星の質量は地球の約0.05倍、金星の質量は地球の約0.82倍、火星の質量は地球の約0.11倍です。 4つの地球型惑星の合計質量は地球の約1.98倍です。

ガス惑星はすべて巨大惑星です。木星は8つの惑星の質量の71%以上を占め、その質量は地球の約318倍です。土星の質量は地球の約95倍、天王星の質量は地球の約14.6倍、海王星の質量は地球の約17.2倍です。このように、4つの巨大ガス惑星の合計質量は地球の444.8倍になります。

つまり、太陽系内のガス惑星と岩石惑星の質量比は444.8:1.98であり、岩石惑星の質量は全惑星の質量の約0.45%を占めるに過ぎません。石を構成する主な化合物は炭酸カルシウムまたは二酸化ケイ素です。炭酸カルシウムは炭素、酸素、カルシウムの 3 つの元素で構成され、二酸化ケイ素はケイ素と酸素で構成されています。

石の形成方法：太陽系には宇宙に存在する118の元素すべてが存在し、地球にも宇宙に存在するすべての元素が存在します。これは、太陽系がビッグバンの原始星雲から生まれたのではなく、少なくとも1回、あるいは数回の超新星爆発を経験した後に親星の残骸の再生星雲から生まれ、中性子星の衝突などの天体現象の遺産も受け継いだことを示しています。

太陽系内の元素の豊富さは、おおよそ、水素が 73.46%、ヘリウムが 24.85%、その他の重元素が約 1.69% を占め、主に酸素 0.77%、炭素 0.29%、鉄 0.16%、ネオン 0.12%、窒素 0.09%、ケイ素 0.07%、マグネシウム 0.05%、硫黄 0.04% などです。他の 100 個の元素はさらに希少です。

太陽の形成初期には恒星風が非常に強く、降着円盤に残っていた塵や破片を遠くまで吹き飛ばしました。重い物質はより近くなり、ガスや水蒸気などの軽い物質はより遠くに吹き飛ばされるでしょう。したがって、重い物質で構成された地球型惑星は太陽に近い一方、ガスと氷で構成されたガス状惑星または氷状惑星は太陽から遠く離れています。

地球は太陽系の4つの地球型惑星の中で最大ですが、その質量は太陽のわずか33万分の1です。宇宙のすべての元素は地球上で発見されています。これまでのところ、地球上に存在しない元素は宇宙で発見されていません。地球上で最も豊富な元素は、鉄（32.1%）、酸素（30.1%）、ケイ素（15.1%）、マグネシウム（13.9%）、硫黄（2.9%）、ニッケル（1.8%）、カルシウム（1.5%）、アルミニウム（1.4%）です。これら 8 つの元素は地球上の元素の 98.8% を占め、残りの 1.2% は他の 110 の元素によって共有されています。

惑星が形成されるときは、さまざまな破片が衝突して凝縮することで形成され、雪玉のようにどんどん大きくなります。質量と体積が増加するにつれて、重力はますます強くなり、軌道全体のすべての破片を吸収します。惑星形成の初期段階では、軌道上の小天体同士の衝突や多数の隕石の衝突により、惑星全体が溶融状態にありました。

惑星が形成されると、ゆっくりと冷え始め、その表面に岩の輪が徐々に形成されます。これが地球の地殻と呼ばれます。重力と自転の影響により、地球が溶融していた時代には、鉄やニッケルなどの重い元素はより深いところ、そして地球の中心へと沈んでいきました。したがって、地殻内の元素の豊富さは、地球全体の豊富さとは異なります。

科学的測定によって算出された地殻中の元素の存在率は、おおよそ、酸素が46.6%、ケイ素が27.72%、アルミニウムが8.2%、鉄が5%、カルシウムが3.63%、ナトリウムが2.83%、カリウムが2.59%、マグネシウムが2.09%、チタンが0.44%、水素が0.14%、リンが0.12%、マンガンが0.10%、フッ素が0.08%などです。この13元素の存在率は、118元素の99.54%を占め、残りの105元素は残りの0.46%しか共有できません。

いわゆる石というのは漠然とした概念です。それは実際には比較的複雑な組成を持つ岩石の破片です。地球上の岩石には主に火成岩、花崗岩、玄武岩、安山岩、砂岩、珪岩などがあり、これらの岩石の破片を石と呼ぶことができます。主成分は酸素、ケイ素、カルシウムなどですが、その他の元素も含まれています。元素の豊富さは起源によって異なります。

宇宙に浮かぶ小惑星は岩石と氷でできています。いくつかは太陽系の形成初期から残っており、いくつかは天体の衝突で壊れて漂っています。それらの構成は太陽系のものとすべて同じですが、形成原因が異なるため、さまざまな成分の含有量が異なります。

宇宙のすべての恒星系の形成と進化はほぼ同じであるため、太陽系の石の起源は宇宙の石の起源とも考えられます。この質問は以上です。ご質問がございましたら、コメント欄にメッセージを残してください。議論へようこそ。読んでいただきありがとうございます。

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