What is the universe made of? - Dennis Wildfogel

宇宙を作る元素はどこからやってきた？－ デニス・ウィルドフォーゲル

翻訳: Tomoyuki Suzuki 校正: Reiko Ogura

All the material objects around you

あなたの身の回りの物質は すべて

are composed of submicroscopic units

顕微鏡で見分けられるよりも微小な

we call molecules.

分子と呼ばれるもので構成されている

And molecules in turn are composed

分子はさらにいうと

of individual atoms.

個々の原子からなっている

Molecules frequently break apart

分子は頻繁に ばらばらになり

and then form new molecules.

そして新たな分子が作り出される

On the other hand,

一方で

virtually all the atoms you come in to contact with

あなたが生涯で出会うことになる

through the course of your life,

殆ど全ての原子は

the ones in the ground beneath you,

あなたの真下にある大地

the air you breath, the food you eat,

吸い込む空気 口にする食べ物

those that make up every living thing, including you,

あなた自身を含め 生物を構成する物として

have existed for billions of years

何十億年もの間存在してきた

and were created in places very unlike our planet.

でも それが作られたのは 地球のような場所ではない

How those atoms came about is what I want to share with you.

原子の誕生について みんなにお話ししてみたい

It all started 14 billion years ago

全ては140億年前に始まった

with an event we call The Big Bang,

そうビッグバンと呼ばれている出来事で

which resulted in a universe consisting of gas alone.

ガスしかない宇宙が誕生した

There were no stars and no planets.

まだ星も惑星も無かった

The gas was made up only of atoms

ガスは最も単純な元素だけで できていた

belonging to the simplest elements.

ガスは最も単純な元素だけで できていた

It was about 75 percent hydrogen

75%が水素で

and almost all the rest was helium.

残りはほとんどヘリウムだった

No elements like carbon, oxygen or nitrogen existed.

炭素 酸素 窒素といったものは 存在しなかった

No iron, silver or gold.

鉄も 銀や金も無かった

In some places, the density of this gas was slightly higher than in others.

ガスの密度は所々 他の場所よりも少しだけ高く

Due to gravity, those places attracted even more gas,

重力によって もっとガスを引き寄せていき

which further strengthened the pull of gravity,

重力の力はさらに強まり

which then drew more gas in, and so on.

もっとガスを引き付ける といった具合だ

Eventually, large dense gas balls formed,

ついには 巨大な高密度の 多くのガス玉が形成され

shrinking under their own gravity

自らの重力で収縮し

and consequently heating up on the inside.

その結果 内部では熱が発生した

At some point, the core of such a ball

ある時点に達すると

gets hot enough that nuclear fusion occurs.

ガス玉の中心は核融合を起こすのに 十分な温度になる

Hydrogen atoms smash together to form helium,

水素原子は互いに衝突して ヘリウムが作られ

accompanied by a great release of energy,

この時莫大なエネルギーが放出され

strong enough to counteract the shrinking force of the gravity.

重力の収縮力に打ち勝つほどになる

When the energy pushing out from the fusion reactions

核融合による反発力と

matches the gravity pulling all the gas inwards,

ガスを内部に引き込む重力の

an equilibrium occurs.

バランスがとれた平衡状態に達する

From this a star is born.

これが星の誕生だ

Over its lifetime,

その一生において

the fusion reactions in the core of a massive star

巨大な質量をもった星の中心部で 核融合が起こり

will produce not only helium,

ヘリウムだけでなく

but also carbon, oxygen, nitrogen

炭素 酸素や窒素

and all the other elements in the periodic table up to iron.

さらには周期表の鉄に至るまでの 全ての元素が生成される

But eventually, the core's fuel runs out,

しかし ついに核の燃料が尽き

leaving it to collapse completely.

完全な重力崩壊が起こる

That causes an unbelievably powerful explosion

そして信じがたいような パワフルな爆発が起こる

we call a supernova.

超新星爆発と呼ばれるものだ

Now there are two things to note

ここで超新星爆発が元素を作りだす 仕組みについて２つ述べておこう

about how supernovas create elements.

ここで超新星爆発が元素を作りだす 仕組みについて２つ述べておこう

First, this explosion releases so much energy

１つ目はこの爆発により 大量のエネルギーが放出され

that fusion goes wild

核融合は猛々しいものになり

forming elements with atoms even heavier than iron

鉄よりも重い原子である

like silver, gold and uranium.

銀 金やウラニウムなどが作られる

Second, all the elements that had been accumulating

２つ目は星の核で蓄積されていた

in the core of the star,

全ての元素 例えば

like carbon, oxygen, nitrogen, iron,

炭素 酸素 窒素 鉄などが

as well as all of those formed in the supernova explosion,

超新星爆発で作られた元素と共に

are ejected in to interstellar space

星間に吐き出され

where they mix with the gas that's already there.

そこに既にあったガスと混ざり合う

History then repeats itself.

歴史は自ら繰り返す

Gas clouds, now containing many elements

ガス雲は元々あった 水素やヘリウムだけでなく

besides the original hydrogen and helium,

多くの元素を含み

have higher density areas

より密度の高くなった所では

that attract more matter, and so on.

より物質を引き付けていく

As before, new stars result.

そして前と同じように 新しい星が生み出される

Our sun was born this way about 5 billion years ago.

我々の太陽はこのようにして 約50億年前に誕生した

That means that the gas it arose from

つまり 宇宙が誕生した後

had itself been enriched with many elements

超新星の大爆発によって 成分が多様になったガスが

from supernova explosions since the universe began.

我々の太陽の材料となったのだ

So that's how the sun wound up with all the elements.

これが太陽があらゆる元素を 含んでいる理由だ

It's still mostly hydrogen at 71 percent,

とはいえ 殆どが 水素が71％を占めている

with most of the rest being helium at 27 percent.

残りの多くはヘリウムで27％だ

But bear in mind

でも気を付けてほしい

that while the first stars were made up

星が初めて誕生した時は

of hydrogen and helium alone,

水素とヘリウムしかなかったが

the remaining elements in the periodic table

太陽でさえ それ以外の元素は ２％しか含んでいない

make up two percent of the sun.

太陽でさえ それ以外の元素は ２％しか含んでいない

And what about Earth?

では地球はどうだろう？

Planets form as an incidental process to star formation

惑星は恒星が誕生する時に

out of the same gas cloud as the star itself.

同じガス雲から偶発的な過程で 作られる

Small planets like ours don't have enough gravity

地球の様に小さな惑星は 重力が小さく

to hold on to much hydrogen or helium gas

十分な量の水素やヘリウムを 繋ぎとめておくことができない

since both of those are very light.

どちらも とても軽いからだ

So, even though carbon, nitrogen, oxygen and so on

だから炭素 窒素 酸素などは

made up only two percent of the gas cloud from which Earth was formed,

地球を形成したガス雲に ２％しか含まれていなかった

these heavier elements form the bulk of our planet

これらの重い成分が地球本体と

and everything on it.

その上にある物の 大半を成している

Think about this:

このことを考えてほしい

with the exception of hydrogen and some helium,

水素といくらかのヘリウムを除けば

the ground you walk on,

あなたが歩いている地面

the air you breath, you,

呼吸している空気 あなた自身

everything is made of atoms

全ては 星の内部で作られた 原子でできている

that were created inside stars.

全ては 星の内部で作られた 原子でできている

When scientists first worked this out

20世紀の前半科学者たちが このことを突き止めていた時

over the first half of the 20th Century,

20世紀の前半科学者たちが このことを突き止めていた時

the famous astronomer Harlow Shapley commented,

かの有名な天文学者 ハーロウ・シャプリーはこう言った

"We are brothers of the boulders, cousins of the clouds."

「自分たちは石ころの兄弟 ガス雲のいとこさ」って