2019年5月
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31  
無料ブログはココログ

最近のトラックバック

« 2019年3月 | トップページ | 2019年5月 »

2019年4月

2019年4月25日 (木)

宇宙のことに思いを馳せる。(5)

宇宙に果てはあるのだろうか。あるとすればその先はどうなっているのか、誰でも一度は考える素朴な疑問だ。この問題を考える時、重要なのは宇宙の曲率時空の概念だと言う。
【宇宙の曲率】
地球を例にとって考える、地球は球形であるため、表面をどこまでもまっすぐ進むと、元いた場所に戻ってくる。即ち、果てがない。このような空間を「閉じた空間」と呼び、その曲率はになる。逆に曲率がの場合、またはちょうど0の場合には、その空間は無限に広がることになる。では、実際の宇宙の曲率はいったいどれくらいなのか?これまでの観測ではほぼ0(おそらくは0)であることが分かっている。空間を軸に考えると宇宙は無限大であると言えるだろう。

【宇宙の時空】
では、宇宙は無限なのかというと、もう一つの重要な軸である時間という次元を考えなければならない。宇宙は少なくとも、4つ以上の次元を持った時空間だ。従って、空間が無限大であっても、時間方向に果てがあるのかないのか、疑問が起こる。結論から言うと、その答えは「果てがある」ということだ。私達の宇宙は138億年前に始まったことが分かっている。それより前の宇宙は存在しない。但し、将来の方向には果てがあるかどうかはまだよく分かっていない。時間が有限であるということは、光の速さが有限である以上、観測できる範囲にも果てがあると言うことだ。「観測できる宇宙の果て」は地球から138億光年先にあることになる。

宇宙が始まる前】
宇宙に始まりがあったということは、その始まる前はどういう状態だったのかと疑問が湧く。宇宙が138憶年前のある瞬間に生まれたとする考えは、科学者にとって些か気持ちが悪いものらしい。宇宙が生まれた以降のことは物理学で理解できるが、物理学で理解できないその特別な瞬間《特異点》が存在すること自体、科学者にとっては気持ちが悪いことなのだ。このような特異点が生まれないような、より包括的な理論があるべきだ、と科学者は考える。宇宙の始まりという特異点を回避するための理論はホーキンス博士をはじめいくつか提唱されているが、未だ観測では確認されていない。
【宇宙の将来】

我々の宇宙は138億年前に始まったと考えられているが、ではこの先宇宙はいったいどのようになっていくのか。宇宙に終わりはあるのだろうか。様々な観測によって、現在の宇宙は加速度的に膨張していると考えられている。過去には膨張から収縮に転じて、最後には閉じる宇宙モデルや、無限の時間をかけて一定サイズに到達していく宇宙モデルなども考えられたが、現在では永遠に膨張を続けるという宇宙モデルがもっとも確からしいと考えられているようだ。しかし、この膨張を引き起こしているダークエネルギーの正体が未だに不明であることから、永遠にインフレーションが続くのか、あるいはあるサイズに達した段階で新たな状態に転移し、永遠の膨張とは違った展開になるのかは分かっていないと言う。私的には始めがあったのだから、終わりがある方がしっくりくるのだが・・。

 

2019年4月23日 (火)

宇宙のことに思いを馳せる。(4)

【宇宙の誕生を時系列的に見る】
宇宙はどのようにしてできたのだろうか。最も素朴な疑問で最も難しい疑問だろう。かつて宇宙は「無始無終の存在」、即ち始めもなく、終わりもないという見方もあったが、これは宗教的で科学的な説明とは言えない。宇宙が物質で構成されている以上、誕生があり、消滅もあるというのが現代宇宙論の主軸だ。宇宙は膨張しつつあるという事実は、もはや常識となっており、過去に遡れば宇宙は小さかったことを意味する。宇宙の成り立ちについて、JAXA宇宙航空研究開発機構のHPを参考に時系列まとめてみたが、実際にその過程を見た訳ではないので(笑)本当のところはよく分からない。
(1)今から約138憶年前、ビッグバンから宇宙は誕生した。
「無のゆらぎ」
から宇宙は誕生したと言う説が最も有力とされる。無のゆらぎとは、無と有の状態が両方とも同時に、ある確立をもって存在している状態を指す。無から有の状態になった宇宙の卵は、またすぐ無へと戻るのが普通だが、ある確立をもって無へと戻らず急激な膨張を始める宇宙があったと考えられている。それが、宇宙の始まりの瞬間、ビッグバンだ。ひとたび膨張を始めた宇宙は、その誕生直後に急激な膨張期、インフレーション期を迎えて、その長い歴史の第一歩を踏み出した。
(2)はじめの3分間で、宇宙の基礎ができあがった。
現在の理論では、誕生の100分の1秒後の宇宙は、超高温(1000億度)・超高密度で、大量の光子、ニュートリノ、電子の中に少数の陽子や中性子が混じった混沌とした状態であったとされ、この状態を「光の海」と呼んだ。
(3)3分46秒後、温度が9億度まで下がり、原子核の結合が見られた。
ヘリウムや水素の原子核の結合が安定して起き、このあと長い時間をかけて宇宙が冷えていき、銀河のもとになるガスができてきた。
(4)34分40秒後、温度は3億度、水素とヘリウムの比率は7:3となった。
現在の宇宙にある物質は、およそ3:1の重量比率の水素とヘリウムで構成されている。他の物質は、水素やヘリウムに比べればごくごくわずかに過ぎない。
(5)38万年後「宇宙の晴れ上がり」。温度3000度まで低下。
宇宙が誕生した直後の高温高圧の宇宙は、不透明な世界。宇宙全体を満たすプラズマが光の直進を妨げていたからだ。温度が3000度まで下がると、光が直進できるようになり、遠くまで見通せるようになった。これを「宇宙の晴れ上がり」と言う。
(6)100万年~10億年後、原始銀河が誕生。
近年の観測の結果、宇宙誕生から10億年後には、すでにある程度の大きさの銀河が多数できていたことが解ったという。即ち、125億光年の彼方にある銀河の様子を観察したところ、我々の銀河の25分の1ほどの小さいサイズの銀河が多数発見された。これらの銀河は生まれたばかりの銀河だと考えられている。このような小さな銀河が、その後100憶年もの時間をかけて合体・衝突しながら、私達が住む天の川銀河のように、10万光年ものサイズがある大きな銀河へと成長してきたと考えられている。
《評》億年単位のアバウトな宇宙の歴史にあって、無から有への誕生の瞬間が10のマイナス37乗秒後からマイナス35乗秒後のわずかな間に、一気に10の43乗倍の大きさに広がるという精緻な世界が特定できるということが理解の範囲を超えている。まさに宇宙の神秘だ。

2019年4月15日 (月)

宇宙のことに思いを馳せる。(3)

4月11日の朝刊各紙は「ブラックホールの撮影に初めて成功」というニュースが写真入りで大きく報じられた。このブログの宇宙シリーズの3回目はブラックホールを取り上げようと思っていた矢先のグッドタイミング。今から104年前、アインシュタインが「一般相対性理論」を発表、翌年ドイツの学者がそれを基にブラックホールの存在を予測した。しかし、その実態は重力が強すぎて光すら脱出できないので、「存在すれども姿は見えず」という謎の天体だった。そもそもブラックホールというから、形状は穴のようなものかと思いきや黒い球状のようなものだという

◆今回撮影に成功したのは地球から5,500万光年離れた「M87」という楕円銀河の中心部にある巨大なブラックホール。黒い穴の中心に太陽の65億倍の質量を持つ本体があるという。地球から最も近いブラックホールは我々の「天の川銀河」の中心にあり、2万6000光年の距離にある「いて座Aスター」と見られている。質量は太陽の400万倍もあり、この画像の撮影にも挑んでいるそうだが、早く成功して欲しいものだ。

◆さて、ブラックホールはどのようにしてできるのだろうか。超新星爆発を起こすような重い星の中でも、太陽の20倍を超えるような非常に重い星の場合、爆発後に残される中心核は自らの重力に耐え切れず、さらにドンドン潰れていく。こうして極限まで潰れた非常に密度の大きい天体が、ブラックホールと呼ばれる。
爆発した星の外層部分は宇宙空間に飛び散り、超新星残骸となって広がっていく。一方、中心部は超高温・超高密度の星、中性子星として残る。中性子星は太陽ほどの重さがあるが、その半径は10km程と大変小さい。太陽のような比較的軽い星が最後に辿る白色矮星の密度は1㎤あたり10t程と驚異的だが、中性子星の場合はなんと1㎤あたり、その100万~1000万倍というから想像を絶する。こうした中性子星の中の特に密度の大きいものがブラックホールの有力候補とされ、1970年に「はくちょう座X-1」がはじめてその候補に上がった。現在では観測が進み、ブラックホールの候補になる天体が10数個見つかっているという。

◆超新星の爆発の記録は、日本でも藤原定家の日記「明月記」に見られる。1054年、空に突然明るい星が現れ、昼間も輝き続けて3週間上も続いた。この記録はアメリカの先住民が描いたと思われる壁画にも残っている。太陽10億個以上の明るさに匹敵するその光は、おうし座の超新星(SN1054)が爆発したときのもの。その時の残骸が「かに星雲」と呼ばれる惑星状星雲である。その中心核が中性子星として再生されている。超新星は1つの銀河でおよそ100年に1つの割合で出現すると考えられている。我々の銀河系内では1604年に出現したのが最後で、現在のところまだ観測されていない。(続く)

2019年4月 7日 (日)

新元号「令和」について思うこと

◆新元号「令和」が発表されて1週間が経った。最初に聞いた時、「令」の字に関して「法令、司令、命令、令状」など法的な硬いイメージを連想した。しかし同時に、「令息、令嬢、令室」など人の親族を呼ぶ敬語としても使われているし、出展となった万葉集の一文には「令」には「善(よき)」の意味もあることを知り、違和感は薄らいだ。何より漢籍ではなく、初めて国書から選ばれたことに共感を持った。またレイワという音感にも今までにない新鮮なものを感じた。平成の時も、当初違和感を感じたが、使っているうちに慣れてきた。世論調査でも「令和」に好感を持っていると答えた人が64%、「馴染みにくい」と感じた人が31%だから、あとは慣れの問題だろう。

◆それはさて置き、「令和」フィーバーはここにきて少し収まった感があるが、まだ平成が終わった訳ではない。日本人の変わり身の早さには驚くばかりだ。今回改めて元号について考える機会が与えられたことは大きい。西暦とは別にその国独自の「元号」を保持している国は世界中で日本だけ。しかも1370年以上も継続していること自体、稀有なことであり、日本文化の独自性を表すものと言えよう。確かに西暦は単純な世界共通の表記であり、使用には便利fだ。しかし、「元号」という「天皇制」と一体化した日本独自の文化は貴重なものであり、これからも西暦との併用・共存を図っていくことは成熟した知恵ではなかろうか。

◆国民の多くが新元号に対して好意的であるのに対して、例によって例の如く共産党は「元号は君主が空間だけでなく、時間をも支配するという思想に基づくもの。憲法の国民主権の原則には馴染まない」と非難。社民党は「元号は象徴天皇制に馴染まない。安倍政権の目指す国民への規律や統制の強化が滲み出ている」と、これまた国民の率直な感じ方とはかけ離れている。これに気を良くしたのが韓国。「安倍政権の保守路線の強化を表すもの」などと難クセをつけている。この一事を見ても、共産・社民はどこを見て政治に臨んでいるか分かろうと言うもの。

◆一方中国の反応が面白い。新元号が日本の万葉集を典拠としたことを「脱中国化だ」と評価したが、その万葉集の典拠のもとは「後漢時代の趙衛の詩文集を参考にしたもの」と日本の学者が解説すると、やはり中国の文化の影響下にあるなどと、前言を翻す。これはいかに中国が自国の文化に疎いかを物語っている。中国外務省の報道官は新元号に関して、「日本の内政事情であり、コメントしない」述べた。これがまともな反応と言えよう。問題は4/27日から5/6日までの10連休。国民は喜ぶ人ばかりではない。政府は国民生活の混乱回避を重視すると言うが、果たして、医療や金融機関、保育施設などに支障はでないだろうか。本当に10連休にする必要があるのだろうか。

 

 

« 2019年3月 | トップページ | 2019年5月 »