問3 文中の ウ と エ に入る語句の組合せとして最も適当なものを,次の1 ~4…
宇宙の進化に関する問1 ~問4 に答えよ。 図1 は宇宙の誕生から現在までの歴史を示した模式図である。宇宙は,今から約 ア 年前 に物質・空間・時間さえもない無の状態から突然誕生したと考えられている。誕生したばかりの 宇宙は,極めて短時間に急激な膨張を起こし,超高温・超高密度の火の玉宇宙が形成された。こ れを イ という。その後,宇宙空間は時間とともに膨張し,密度や温度が低下するととも に,今見ることができる様々なものがつくられてきた。宇宙誕生の1/105 秒後には,水素の原子 核である ウ や中性子がつくられ,数分後にはそれらから エ の原子核がつくられた。 さらに,宇宙誕生の38 万年後には温度が3000 K まで低下し,原子がつくられた。 その後も宇宙は膨張とともに冷えていき,物質分布に差が生まれた。そして,宇宙誕生の数億 年後には,密度が高くなったところで最初の恒星が生まれた。その後,銀河や銀河団が次々と形 成され,現在の宇宙の大規模構造がつくられたと考えられている。 宇 宙 の 誕 生 ア 年前 最初の恒星 の誕生 原子の 形成 原子核 の形成 時間の流れ 33 秒10 5 秒 数分 38 万年 数億年 ア 年 中性子 エ 原子 エ の原子核 恒星 銀河 (図の時間・空間スケールは実際のものとは異なる) 宇 宙 の 広 が り 現在 イ ウ 水素原子 宇 宙 の 大 規 模 構 造 図1 宇宙の誕生から現在までの歴史を示した模式図
問3 文中の ウ と エ に入る語句の組合せとして最も適当なものを,次の1 ~4 のう ちから一つ選べ。
- 1 ウ:電子 エ:ヘリウムエは正しいのですが、水素の原子核は電子ではなく陽子です。電子は原子核のまわりを回る粒子です。
- 2 ウ:電子 エ:酸素ウもエも誤りです。水素の原子核は陽子であり、数分後にできたのは酸素ではなくヘリウムです。
- 3 ウ:陽子 エ:ヘリウム水素の原子核は陽子で、それと中性子から数分後にできたのがヘリウムの原子核です。
- 4 ウ:陽子 エ:酸素ウは正しいのですが、酸素のような重い元素は恒星の内部でつくられたもので、この時期にはできません。
この問題は問題の図(写真・図・表など)を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は3です。ウには陽子が入ります。本文に「水素の原子核である」と書かれており、水素の原子核は陽子そのものです。電子は原子核ではなく、そのまわりを回る粒子なので当てはまりません。エにはヘリウムが入ります。宇宙誕生の数分後には、陽子と中性子が結びついてヘリウムの原子核がつくられました。酸素のような重い元素は、後の時代に恒星の内部での核融合によってつくられたものなので、この段階ではまだ存在しません。宇宙の最初の元素は水素とヘリウムだったという流れをおさえましょう。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00005.htm)を加工して作成