第10回「スペクトル分析、遠い星の成分まで読み解く光の魔法」光の虹に隠された宇宙の指紋!星の成分を暴く魔法の解析術、さいざんす!

Tony
Tonyさんによる解説
「初めて物語」公式ナビゲーター

へい、お待ち! 本日のナビゲーター、Tonyでございま~す! さあ、今日のテーマは「スペクトル分析」! スペクトル? なんじゃそりゃ、さいざんす! 光の魔法って、いったいどんな手品を見せてくれるんでしょうか、そろばんパチパチ! 私も頭の中がハテナマークでいっぱいでございま~す! でもご安心を、Tonyが宇宙の神秘を、わかりやすく、楽しく解説しちゃいますよ!

## 遠い星は、ただの「きらめく点」だった時代、さいざんす!

昔々、大昔でございま~す。人々は夜空を見上げて、数えきれないほどの星のきらめきに、ただただ感動するばかりでした、さいざんす。望遠鏡が発明されて、星がもっと大きく見えるようになっても、それが一体何でできているのか? 熱いのか冷たいのか? 地球と同じような物質があるのか? まるで分からなかったんです、恐縮でございま~す!

想像してみてください、あなたのお隣さんがどんな人か、窓の外から姿を見るだけじゃ分からないでしょう? ましてや、遠く離れた星の向こう側となると、まさに五里霧中! ただ光っているというだけで、その光がどんなメッセージを秘めているかなんて、誰も知る由がなかったんでございま~す。遠い星の成分を知るなんて、夢のまた夢、まさに「絵に描いた餅」状態だったわけですね、そろばんパチパチ。

## 光の虹に隠された秘密を暴け!キルヒホッフとブンゼンの大発見、さいざんす!

ところが、でございま~す! この宇宙の謎に、果敢に挑んだ科学者たちがいたんです、さいざんす! 17世紀にアイザック・ニュートン先生がプリズムで太陽の光を虹色に分けることを発見して以来、光にはいろんな色が含まれていることが分かっていたんでございま~す。しかし、その虹色の光の中に、謎の黒い線(フラウンホーファー線)が発見されても、その意味は誰も解明できなかったんです。

そんな中、19世紀半ば、ドイツの物理学者グスタフ・キルヒホッフ先生と、化学者のロベルト・ブンゼン先生が登場、そろばんパチパチ! 彼らは、実験室で色々な元素を燃やした時に出る炎の色を、プリズムで分析してみたんです。すると、ナトリウムならオレンジ色の線、水素なら赤い線…と、元素ごとに全く違う、独特の「光の指紋」が現れることを発見したんでございま~す!

そして、キルヒホッフ先生は閃いたんです! 「もしや、あの太陽の光に見える謎の黒い線は、太陽の大気中に含まれる元素が、特定の色の光を吸収している証拠なのではないか?」と! まさに、世紀の大発見でございま~す! 彼らは、実験室で作った光の指紋と、太陽の光の黒い線を照らし合わせ、太陽にはナトリウムや鉄、水素などが含まれていることを突き止めたんです! これぞまさしく、ニイチテンサク、ニシンがサンマ! 遠い星の成分が、地球にいながらにして分かってしまったんですから、驚き桃の木山椒の木!

## 遠い宇宙から届くメッセージ、現代を照らす光の解析術、さいざんす!

このスペクトル分析という光の魔法が発見されてから、世界はまさに劇的に変わったんでございま~す! なにしろ、地球にいながらにして、何光年も離れた星や銀河が何でできているのか、その温度はどのくらいか、どんなスピードで動いているのかまで分かるようになったんですから、もうびっくり仰天でございま~す!

遠い宇宙から届く光は、まるで「宇宙からの手紙」のようなもの、さいざんす。スペクトル分析は、その手紙に書かれた暗号を解読する「魔法の翻訳機」なんです。この技術のおかげで、私たちは宇宙の誕生から進化、そして地球外生命体の可能性まで、様々な謎に迫ることができるようになったんでございま~す!

そして、この光の魔法は、宇宙だけじゃなく、私たちの身近な生活にも大活躍、そろばんパチパチ! 例えば、工場から出る排気ガスの中に、どんな有害物質が含まれているか調べたり、食品の品質管理をしたり、はたまた医療の現場で血液の成分を分析したりと、その応用範囲は星の数ほどあるんでございま~す! まるで、探偵が現場に残されたわずかな指紋から犯人を特定するように、光の指紋を読み解くことで、様々な隠された真実が明らかになる、まさに現代の魔法でございま~す!

引用元:グスタフ・キルヒホッフ / 『太陽スペクトルに関する研究』

いやはや、スペクトル分析なんて、最初は何が何やらさっぱりで、頭がそろばん玉みたいにカチャカチャ音を立てていたTonyでございま~す! でも、こうしてひも解いてみると、光って本当に奥が深くて面白い、さいざんすね! 遠い星の成分まで読み解いちゃうなんて、まるで宇宙の探偵さんでございま~す! いやもう、恐縮でございま~す! それでは、また次回のTony’sラボでお会いしましょう! ごきげんよう、さいざんす!