宇宙物理学２

Astrophysics (2)

992216B

22PHGEA302

加瀬　竜太郎

Ryotaro Kase

2026年度後期

2026年度

②Second semester

水曜5限

From 16:20 to 17:50 Wednesday

理学部第二部　物理学科

Department of Physics, Faculty of Science Division Ⅱ

2.00単位

講義

Lecture

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⑤ [対面]ブレンド型授業/ [On-site] Blended format (must include 50%-or-more classes held on-site)

宇宙は天文学のみならず物理学の理論の検証や拡張のための得難い実験室を提供しており，ミクロの世界の物理学とマクロの世界の物理学の接点である．本講では，宇宙物理学Aにおいて学んだ宇宙の膨張史を前提として，インフレーション後に起こる種々の現象を概観していく．具体的には，インフレーション宇宙からビッグバン宇宙へと接続するために必要な再加熱，再加熱後の極端な高温・高密下で生じる元素合成，膨張により宇宙が冷えていくことで生じる宇宙の晴れ上がり，観測的に知られている宇宙の大規模構造について学ぶことで，標準的な宇宙論模型に基づき描くことができる宇宙の誕生や進化の様相を論じて受講者がこれまでに学んだ／これから学ぶ物理学の基礎知識を応用する場を提供する．また，現在進行形で研究が進められている現在の宇宙の加速膨張を引き起こす暗黒エネルギーについて基礎を解説する．

宇宙の再加熱，元素合成，宇宙の晴れ上がり，大規模構造の進化，暗黒エネルギーについて体系的に理解し，現代宇宙論の基礎に関する理解を深める．

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

力学, 電磁気学, 熱力学の知識を用いるので，同分野の基礎知識を習熟しておくこと．量子力学や相対論，統計力学の知識があるとなお良いが，未修得でも問題ない．

小テストの実施　Quiz type test

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なし

試験の結果に基づき評価する．また，授業内で行う問題演習等のノート提出も評価の対象として用いる．

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

Y

入門 現代の宇宙論 インフレーションから暗黒エネルギーまで・辻川信二・講談社・2022・978-4065266311,

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
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現代宇宙論講義・辻川信二・サイエンス社・2013・978-4-7819-9972-2,
宇宙論の物理<上>・松原隆彦・東京大学出版会・2014・978-4-13-062615-6，
宇宙論の物理<下>・松原隆彦・東京大学出版会・2014・978-4-13-062616-3．

1. 【対面】ガイダンス

2. 【オンライン】再加熱 (1)
インフレーション後の再加熱の必要性，再加熱初期のスカラー場の時間発展導出

3. 【対面】再加熱 (2)
再加熱初期の輻射の時間発展に関する問題演習

4. 【オンライン】再加熱 (3), 宇宙初期の元素合成 (1)
再加熱期全体でのスカラー場と輻射の振る舞い，再加熱直後及びビッグバン元素合成開始前温度の見積もり

5. 【対面】宇宙初期の元素合成 (2)
元素合成開始直前の宇宙時刻に関する問題演習

6. 【オンライン】宇宙初期の元素合成 (3)
陽子と中性子の相互作用と数密度の時間変化，脱結合，重水素合成，元素合成開始温度の見積もり

7. 【対面】宇宙初期の元素合成 (4)
ベータ崩壊による陽子・中性子数密度比の変化，ヘリウム4合成に関する問題演習

8. 【オンライン】宇宙の晴れ上がり (1)
晴れ上がり温度の大雑把な見積もり，再結合，再結合温度の見積もり

9. 【対面】宇宙の晴れ上がり (2)
再結合期の赤方偏移，matter-radiation equality，宇宙の晴れ上がり時の温度と赤方偏移の導出に関する問題演習

10. 【オンライン】宇宙の構造形成 (1)
宇宙の構造形成と密度揺らぎの導入，密度揺らぎの発展方程式とその解の導出

11. 【対面】宇宙の構造形成 (2)
ジーンズ長と加速膨張期における密度揺らぎの解に関する問題演習

12. 【オンライン】暗黒エネルギー (1)
宇宙論的距離の測定法，暗黒エネルギーの標準的な模型

13. 【対面】暗黒エネルギー (2)
光度距離と暗黒エネルギーについての問題演習

14. 【オンライン】演習問題復習
これまでに行った演習問題に関する復習

15. 【対面】到達度評価とまとめ

※全授業回数のうち半数以上の授業回を対面で受講すること

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なし

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