①アマテラス粒子の始点と観測地点との距離があまりにも遠く、数億年、あるいは数十億年前のエネルギーが観測されたため、表面的に局所的空洞から到来したように考えられるという可能性はありますか？②また、前文で「表面的」と書きましたが、このアマテラス粒子が大きな星の消失によって生まれ、そこが局所的空洞となったという可能性はありますか？

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①可能性としてはあると思います。距離としては数億光年以内にアマテラス粒子の始点（発生源）が存在していることが予想されています。なんらかの理由（宇宙に存在する磁場によって曲げられるなど）で、局所的空洞から来ているように見えているだけかもしれません。②はい、十分考えられるかと思います。大きな星や銀河の衝突などがあり、その結果として局所的空洞が形成されたのかもしれません。

①加速器でアマテラス粒子のような極高エネルギー粒子の実験はできますか？②また、それによって新しい粒子の理論や、精度の高い実験につながるというような利点はありますか？③宇宙線観測によって今までの観測では見つけられなかった天体が観測されたことはありますか？④暗黒物質や新しい粒子の理論を解明するためには、この先どれほど宇宙線を観測すればよいですか？

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①現在、加速器での到達エネルギーは10の13乗電子ボルトであり、アマテラス粒子とは7桁の差があります。地上では現在はできないですが、将来的には実現できるかもしれません。②はい、高エネルギー粒子がどのように反応するかを調べることは、宇宙線の精密観測だけでなく、この宇宙の成り立ちを理解するのに役立ちます。③宇宙線しか発していないと断定できた天体は、私の知る限りないと思います。すでにある天体から宇宙線が観測されたということばかりかと思います。④とても良い質問で、回答が難しいです。「わからない」が正直な答えになります。見つかりやすい理論が正しい場合は早く見つかりますし、見つかりにくい理論の場合はいつまでたっても見つからないことになってしまいます。

①空気シャワーは屈折によって起こっていますか？②その場合、アマテラス粒子は波の性質を持っていますか？

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①屈折ではありません。イメージするのが難しいのですが、高エネルギー粒子と大気原子核との相互作用によって生成されます。湯川秀樹さんが予言したパイ中間子が大気中で生成されて、パイ中間子の生成を通じて空気シャワーが生成されます。

①以前、ボイジャー何号だったかあまり覚えていませんが、何か”音”を観測したと聞きました。アマテラスにも何か音（波による）はありますか？②またそれは、どのような音ですか？

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何を"音"と定義するかに依存しますが、少なくとも私たち人類が聞こえるような”音”はアマテラス粒子にはありません。

宇宙線が空気シャワーとなって地中に降りそそいだ後はどのようになりますか？（何かに変化したり、そのまま地中に残ったりするのか、という疑問です）

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エネルギーを失うと、地球にある物質に吸収されます。そのまま地中に残るイメージでよいかと思います。

①空気シャワーは人体に影響はありますか？②テレスコープアレイをヘリコプターで実験場所に搬入したのはなぜですか？

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①ありません。むしろ宇宙線がほどよく降り注ぐ地球で生命が生まれたので、なにかしらの地球で生命が生まれる因果関係をつきとめたいと考えています。②現地へ向かう道も整備されておらず、短期間で効率よく設置できることが理由になります。

テレスコープアレイ実験にて、製作した検出器を南方向に設置するのはなぜですか？宇宙線は必ず南側から到来するためですか？

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ソーラーパネルに太陽が当たりやすくなるためです。また、宇宙線はあらゆる方向から到来しています。

局所的空洞が、光では観えない天体によるものだった場合、どのように観測しますか？

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とても鋭い質問です。例えば、非常に重い重力源があればそのうしろにある銀河や星の像が曲げられる「重力レンズ効果」と言われるものがあります。この測定によってダークマターがどこにどれくらい存在しているかが明らかになりました。この方法を応用すれば、そこに非常に重たい重力源があることは確かめることができます。

①宇宙は地球から離れているからこそ、宇宙線がいつ頃の変化によって生じたのか推察するのが難しいと思います。この問題解決のために、どのような推察方法を用いていますか？②また、それによってどこまで確証を得られますか？

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①光の観測と同様に、宇宙のどこで、いつ頃の変化によって生じたかを推定するのはとても難しいです。ですが、アマテラス粒子などの極高エネルギー宇宙線は、宇宙背景放射　との相互作用によって近傍の1.5億光年からしか到来できないと考えられています。宇宙の年齢が138億年であることを比べると、ごく近傍に発生源があるということを　制限できる利点があります。1.5億光年と数字は大きいですが、宇宙全体の大きさと比較すると小さくなります。②近傍から来ているだろう、ということは制限できますが、その中でいつ頃かを推測することは難しいです。やはり発生源を特定し、距離を推定することが重要になります。

①宇宙線の大きなエネルギーを電力のようなものに変換して人類が利用することはできますか？②宇宙背景放射の起源は今も存在していますか？

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①現在では変換効率が悪く、今のところは実用的ではありません。ですが、将来的には利用できる可能性は残っているかと思います。②宇宙背景放射はビッグバンから38万年後に発したこの宇宙で観測できる「宇宙最古の光」になります。起源が今も存在しているか、への回答としては起源は今はなくなっており、そこから発した光がこの宇宙を満たしている、という理解になります。

宇宙から来ている線の要素で何かをつくることは実現できますか？

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宇宙線のみで何かを作るという発想は素晴らしいですね。現在では、検出器を使って存在していることを明らかにはできますが、宇宙線のみを集めることは現在の技術では難しいですね。もし集めることができたと仮定すると、作られるものは私たちの身の回りにあるものになりますね。

①月などに鏡のような光が反射しやすいものを置くことで、たくさんの光を地球に送ることはできますか？②鏡なら、月に持って行っても良いと思うのですが、どのようにお考えですか？

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①研究者の中でも月面天文台の構想が進んでいます。地球に存在する大気は、私たち人類にとっては必要不可欠ですが、天体観測の観点からはないほうがよいです。月面天文台は月に望遠鏡を置く計画となっています。提案している通り、もし鏡を月にしきつめることができれば、今よりもっと月が明るく輝き、地球に光を送ることができると思います。②はい、宇宙線の積載量が決まっていますので、少しずつですが持っていくこともできると思います。また鏡を持っていかなくても、鏡を作る装置と原料である銀を持っていくか、もしくは月のどこかに銀があれば、現地で鏡を大量生産することもできるかと思います。

大阪公立大学やその大学院で、宇宙の起源やその後について研究されている方はいらっしゃいますか？

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宇宙線研究も広い意味では、宇宙の起源についての研究につながります。高いエネルギー状態で何が起こるかを調べることは、宇宙のはじまりの非常に高いエネルギー状態のときの物理学を明らかにすることができます。大阪公立大学では、理論と実験の両輪によって宇宙の起源の研究を進めています。ぜひオープンキャンパスなどの機会にお越しいただければと思います。