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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。

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