ビックバン理論・宇宙がポケットに入るころの話

<星の形成プロセス>

星間ガスによって、星が作られる。核燃焼によって重元素ができ、そこから、中性子星、ブラックホールが作られる。

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繰り返すと、星間ガスは欠乏し、核燃焼しない元素ばかりが蓄積し、エネルギーを発生しない星の残骸だけ存在している宇宙。

星の輝いている宇宙の姿は無限ではない。宇宙の環境は星に住まわれることによって、確実に活性を失って、闇の世界に行き着くはず。

ところが我々の宇宙は古びた闇の世界ではない、なぜか？

(ａ)　一方的に古びていくとした考え方が違っている→定常宇宙論

(ｂ)　一方的に古びていくか、始まりから対した時間が経っていないので、まだ十分老化していない。→ビックバン宇宙論

<宇宙の始まりを設定する必要性>

“はじまり”とは星の形成、進化を基本過程するような宇宙の始まりはいつか？
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<ビックバンとは？>

百十億年前に大爆発があり、宇宙の空間が膨張を始めた。その結果として、星の形成が可能となるような物質密度の稀薄な状態がはじめてできた。それまでは宇宙全体が星の内部などよりはるかに高密・高温であった。現在のような星のある宇宙のイメージとはまったく無縁のものである。

<ビックバン宇宙論の発端>

　1929年、ハッブルは遠方の銀河がその距離に比例した速度で我々から後退していくことを発見。この天文学上の大発見はル・メートルにより、一般相対性理論を用いた宇宙モデルで説明され、当時は必ずしも“膨張”が必然的に“過去は高密度”を意味すると考えられた。

『ガモフ』
「宇宙の“膨張”こそが進化宇宙の原動力」
「ハッブルの膨張宇宙をビックバン宇宙に発展させた」
「宇宙初期の高密度、高温状態で起こる核融合反応で元素の起源を説明」

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しかし、これは大誤算。ヘリウム以外の元素は証明できず！

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大部分の元素は星のエネルギー生成や爆発の際に作られることが判明。

⇒ビックバン宇宙論の実証的基盤を失う。

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ビックバン宇宙かー？　定常宇宙かー？

<決着をつけた発見>

1965年、ペンジャス、ウィルソン、マイクロ波背景輻射の発見。
(天空のあらゆる方向から同じ強さでやってくる電磁波を３度Kの黒体輻射に相当する)

⇒1976年、ノーベル賞受賞。

・現在の宇宙－透明－光線をさえぎる物質が少ない。

・ 過去の宇宙－曇っている－高密度・光が自由に飛行できない。

膨張はたえず続いている。小さければ小さいほど急速に膨張。今から百数十億年前に行くと、今見えている宇宙の大きさはゼロ。

<ガモフが想定した核融合反応が起こる時期>

　膨張開始３分後で、大きさは今より１億年分の１(10のマイナス８乗)小さく、現在見ている100億光年以内の物質はすべて半径100光年の空間の中に押し込まれていたことになる。

　最近では今より10のマイナス28乗小さい宇宙、100億光年の領域がたった１センチ四方の中に入るほどに縮んだ宇宙まで考えられるようになっている。現在見える宇宙には１兆個もの銀河系があり、各々が1000億個もの星を含んでいるのだから、膨大な量の物質である。それらの物質の素がたった一センチ四方にパックされていた。

佐藤文隆著「宇宙黎明の大爆発ビックバン　宇宙がポケットになるころの話」
『ホーキングの宇宙』所蔵　(講談社　1991)

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