ドラゴンボールの界王星は白色矮星だった？天文宇宙検定の申込は10/15まで！

皆さんは、「天文宇宙検定」という検定があるのをご存じですか？

私は２級を持っています。高校地学+αくらいの難度でしょうか。

今年の天文宇宙検定は11/22（日）に実施されます。

検定申込の〆切は10/15と早いので、興味のある方はお急ぎください。

詳しくは公式ホームページをご覧ください。

この記事では、天文宇宙検定の１級で出題されたユニークな問題をご紹介します。ちょっと難しいかもしれませんが、ぜひチャレンジしてみてください。では始めます。

☆問題篇

「ドラゴンボールZ」に出てくる界王星は、
走ってすぐに１周できてしまうほど小さいのに、
重力は地球の10倍もあるという設定になっている。

界王星の密度は、地球の密度の約何倍か求めなさい。
ただし、界王星の半径を100m、地球の半径を6400kmとせよ。

☆解説篇

本問は、第２回の天文宇宙検定１級で実際に出た問題をアレンジしたものです。（検定では、同じくらいの密度になる星の種類を選ぶ問題でした）

この幅広さと発想の自由さ、恐るべし天文宇宙検定！😝

では、解説していきます。

☆重力の大きさ

地球上にあるすべての物体（私たちも含めて）は、地球の中心に引っ張られるように力を受けます。これを「重力」といいます。その名のとおり、私たちが物の「重さ」を感じる原因となる力ですね。

重力の大きさは天体ごとに異なります。月の重力は、地球の重力の1/6しかない、と学校で習ったことがあるでしょう。

さて、重力の大きさは、天体の質量に比例し、距離の２乗に反比例します。

式で表現すると、

ｇ　＝　GM　/　R・R　　　（Gは万有引力定数）　　…ア

ｇが重力、Mは天体の質量、Rは天体の半径（天体と物体との距離）です。

難しく感じる必要はありません。「重力の大きさは、天体の質量に比例し、距離の２乗に反比例する」と言っているだけです。

☆質量・体積・密度の関係を使って

ところで、質量は、体積×密度です。中学理科で学びます。そして球の体積は半径の３乗に比例します。ついてきてますか？💦式で表現すると

M　＝　ρ・R・R・R　　…イ　（ρは密度。「ロー」と読みます）

です。ということは、上のアとイの式より、

ｇ　＝　G・ρ・R　　…ウ

になりますね。（アの式のMにイの式を代入してください）

☆密度は重力に比例し、半径に反比例する

今は密度を求めたいので、ウの式を下のように変形しておきましょう。

ρ　＝　ｇ　/　G・R　　…エ

エの式を見ると、密度は重力に比例し、半径に反比例することがわかります。

さあ、ここまでできれば解けたも同然です！🧡

地球の半径は6400kmで、これは界王星の半径100ｍの64000倍です。
そして界王星の重力は地球の10倍ですから、

界王星の密度は、なんと地球の640000倍にもなるという計算です！

密度が64万倍…いったい界王星はどんな物質でできているのでしょうか😝

☆星の一生

星も、生まれてから死ぬまでの一生があります。

ただし、人間の一生に比べれば遥かに長いのが普通です。

例えば太陽は既に約46億歳で、あと50億年くらいは長生きできると計算されています。

詳しい話は割愛しますが、太陽のように現在働き盛りで燃えている恒星を主系列星（しゅけいれっせい）と言います。ですが、あと50億年くらいすると太陽は赤色巨星（せきしょくきょせい）というものになり、その後に白色矮星（はくしょくわいせい）というものになります。赤色巨星は人間でいうと高齢者、白色矮星は亡くなったあとみたいなイメージです。「矮」は小さいという意味の漢字です。白くて小さい星ということですね。

白色矮星は、質量は主系列星のときとそれほど変わらないのに、大きさ（体積）だけが小さくなりますから、結果として超高密度になります。（密度とは、質量を体積で割ったものをいいます。）

☆界王星は白色矮星？

私たちは計算によって、界王星の密度は地球の約64万倍もあることを突き止めました。これは、だいたい白色矮星と同じくらいの密度になります。

ひょっとすると界王星は昔は太陽みたいな恒星（主系列星）として光り輝いていたのに、エネルギーを使い果たし収縮した後の姿なのかもしれませんね。

…ドラゴンボールを見てこういう科学的なことを考えているのは私くらいでしょうかね？💦私はとてもおもしろいと思いますが😝

この問題を作成して天文宇宙検定で出題した人は天才だと思います！🧡

☆まとめ

✅「ドラゴンボールZ」に出てくる界王星は、地球の約64万倍もの高密度！

✅界王星は昔は太陽みたいに光り輝いていたが、エネルギーを使い果たし収縮した後の姿なのかも？（白色矮星）

✅天文宇宙検定の申し込みは10/15まで！（検定日は11/22）

今日ご紹介したのは最も難しい１級の問題です。２級はセンター地学くらい、３級は高校入試くらい、４級は小学生でもできるレベルです。書店で参考書や問題集を見て、挑戦しがいのある級を決めてぜひチャレンジしてみてください！２つの級のダブル受験もできます。

以上です。たまにはゆっくり夜空を眺めてお過ごしください🧡​

（この記事は、note大学の同級生ゆず子さんの記事に触発されて書きました）

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