タイトル

開講年度 開講学部等
2026 大学院創成科学研究科（博士前期）
開講学期 曜日時限 授業形態 AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
後期 水5～6 講義 1.0
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
3242010350 宇宙論特論Ⅰ 日本語 2
担当教員（責任）[ローマ字表記] メディア授業
齊藤　遼[SAITOH Ryo] ー
担当教員[ローマ字表記]
齊藤　遼　[SAITOH Ryo]
特定科目区分   対象学生   対象年次 1～2
ディプロマ・ポリシーに関わる項目 カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
授業の目的と概要
アインシュタインによって理論的に発見された宇宙膨張は、１００年を経た現在では宇宙論の基礎として確かな地位を築いている。本講義では、この宇宙膨張の考え方がいかにして理論的・観測的に検証されるかを、その基礎となる物理理論を含めて丁寧に解説する。
授業の到達目標
現代宇宙論の基本となる膨張宇宙の考え方とその帰結を理解し、宇宙が現在までいかに進化してきたか理解する（DP1，DP2）
授業計画
【全体】
本講義は、「膨張宇宙論：第１週〜第１０週」と「ビッグバン宇宙論：第１１週〜第１５週」へ大きく分けられる。第１部となる膨張宇宙論では、まず２〜５週で膨張宇宙を数学的に記述する方法、および膨張が観測的にいかにして検証されるかを見る。そして、続く６〜１０週において、宇宙膨張の発展を記述する基礎となる一般相対性理論を導入し、宇宙の物質構成と時空の進化の関係を学ぶ。第１部では最終的に、現時点での宇宙の標準理論であるΛCDMモデルを理解することを目標とする。次に第２部となるビッグバン宇宙論では、宇宙の熱的な進化を考え、初期宇宙で何が起こったのかを見ていく。そして、こうしたビッグバン宇宙論の予言がいかに観測的に検証されているかを紹介する。最後に、ビッグバン宇宙論の抱える問題と今後の宇宙論の課題について概観する。
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 現代宇宙論のはじまり 現代宇宙論への歴史的導入 ・宇宙論（Cosmology）に関連するニュース記事を調べ、どのような研究が行われているか調べ学習を事前に行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（2時間程度）。
第2回 曲がった空間の幾何学 曲がった空間の取り扱い（線素、曲率） ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第3回 時空の幾何学 時空（時間+空間）という考え方、特殊相対性理論の復習
 		・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第4回 一様等方宇宙モデル 宇宙膨張をどう記述するか（フリードマン・ロバートソン・ウォーカー計量）、宇宙論的赤方偏移、ハッブルの法則 ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第5回 宇宙論的距離指標 遠くの天体までの距離の測り方（距離はしご）、ハッブルによる宇宙膨張の観測的発見 ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第6回 膨張宇宙の力学 「時空の幾何学」と「重力」の関係、一般相対性理論の復習、時空の発展方程式（アインシュタイン方程式） ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第7回 膨張宇宙の基礎方程式 一様等方宇宙に対するアインシュタイン方程式（フリードマン方程式） ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第8回 宇宙の物質構成と進化 膨張宇宙における物質の発展方程式、宇宙の物質構成、宇宙のエネルギー成分の変遷 ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第9回 宇宙の標準モデルと謎：暗黒エネルギー 宇宙の標準モデル（ΛCMBモデル）とその謎、現在の宇宙の加速膨張と暗黒エネルギー ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第10回 宇宙の標準モデルと謎：暗黒物質 宇宙の標準モデル（ΛCMBモデル）とその謎、暗黒物質 ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第11回 ビッグバン宇宙論へ ビッグバン宇宙論への歴史的導入 ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第12回 膨張宇宙の熱・統計力学 宇宙の熱史、膨張宇宙の熱・統計力学 ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第13回 宇宙発展史 膨張宇宙における反応過程、初期宇宙で何が起こってきたか ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第14回 ビッグバン宇宙論の予言と成功 ビッグバン宇宙論の予言と成功（ビッグバン軽元素合成、宇宙マイクロ波背景放射 ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
第15回 ビッグバン宇宙論の問題点と宇宙論の課題 ビッグバン宇宙論が抱える問題点、インフレーション宇宙論、最新の研究課題の概説など ・前回の講義で説明した予習ポイントに関して、参考書等を参考に準備学習を行う（２時間程度）。
・配布した講義資料や参考書を参照し復習を行い、講義中に出された課題に取り組む（２時間程度）。
※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】
A: --%　B: --%　C: 10%　D: --%
成績評価法
毎回の授業で出す課題への解答と授業外レポートによって評価する：レポート100%
教科書にかかわる情報
備考
授業で使用する資料は、Moodleでダウンロード可能にする。ダウンロード方法については、第１回目の授業で説明する。
参考書にかかわる情報
参考書 書名 現代宇宙論 : 時空と物質の共進化 ISBN 9784130626125
著者名 松原隆彦著 出版社 東京大学出版会 出版年 2010
備考
メッセージ
キーワード
宇宙の誕生と進化、宇宙膨張、一般相対性理論、ビッグバン宇宙論
持続可能な開発目標（SDGs）

  • 質の高い教育をみんなに
  • ジェンダー平等を実現しよう
(教育)すべての人に包摂的かつ公正な質の高い教育を確保し、生涯学習の機会を促進する。
(ジェンダー)ジェンダー平等を達成し、すべての女性及び女児の能力強化を行う。
関連科目
相対論、統計力学I, II
履修条件
連絡先
Phone: 083-933-5677 (Office)
Email: rsaito@yamaguchi-u.ac.jp
オフィスアワー
事前に連絡をもらえれば、いつでも対応します。
居室：理学部本館204（リモートでの対応も行います。接続方法等は、第１回目の授業で説明します。）

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