宇宙誕生の不思議

私たちの宇宙は今から約１３０億年前にビックバンで生まれた。

1948年にアメリカの物理学者ジョージ・ガモフが出した結論である。

しかし、そのビックバンはどの様にして始まったかは答えられなかった。


一般相対性理論に量子論を加えた量子重力理論では、宇宙は時間も空間もエネルギーも物質もない無から誕生したと言われている。

「無」とは時間、空間、物質、エネルギーのない状態と物理学者アレキサンダー・ビレンキンは定義した。

しかし、このような無から何かが生まれてくると言うのは常識的には考えられない。


ところが量子論では正反対なのである。

非常に短い時間の中では時間や空間、エネルギーが一つの値をとりえないため、たえずゆらいでいることが判明した。

宇宙は小さければ小さいほど、また真空のエネルギーが高ければ高いほど宇宙が生まれる確率が高いことがわかった。


イギリスの物理学者ステファン・ホーキングは宇宙の方程式をといた。

そして、量子論的に最も確率が高い宇宙の進化の過程が、ビレンキンが考えた宇宙と一致していることを明らかにした。

私たちの宇宙は最初１０-34センチからはじまったまた時間は１０−44秒から突然はじまった。

この超ミニ宇宙は高い真空のエネルギーをもっていた。

インフレーシ膨張は、ビックバン膨張よりはるかに激しい。

直径１ミリの物体が一秒の１兆分の１の１兆分の１のさらに１００億分の１の間に１０００億光年の大きさに広がってしまうほどだ。

この理論では他にも宇宙が沢山生まれているかもしれない

しかし、何もないところから爆発が起きたとしても私たちや星を生み出す物質はどの様に生まれたのかはわからない。


相対性理論によるとエネルギーと物質は互いに自由に転換できるという。

宇宙誕生の１０-36秒後、宇宙を満たす光からＸ粒子と呼ばれる素粒子とその反粒子が多量に作られる。

やがて、それらは現在の物質で最小の素粒子であるクオークとレプトンそしてそれらの反粒子が出来たのである。

宇宙誕生から０．００００１秒後には宇宙の温度も１兆度に下がり、それまで単独で飛び回っていたクオークが３つ集まって陽子や中性子などを作る。

宇宙誕生から３分後には宇宙の温度は１０億度まで下がり、今度は陽子と中性子が結合して様々な元素の原子核がつくられた。

水素、重水素、ヘリウムといった星が輝くための燃料がここで開発されたのである。


宇宙誕生から３０万年後宇宙温度は３０００度まで下がり電子が原子核にとらえられると、宇宙は透明に晴れ上がった。

しかし、宇宙誕生から１０億年後までに銀河や銀河団が形成されたと考えられているがそのメカニズムはほとんどわかっていない。

宇宙に星が生まれるとその中心では核融合反応がはじまり、この反応で炭素や窒素酸素といった重い元素が作られる。

重元素は星の爆発と共に宇宙空間にばらまかれ私たちの地球のような惑星をうむ材料となったのだ。

そして人類が快適に暮らせる地球は、太陽という星の適当な距離、大きさ、重力、地軸の傾き、自転速度などの人類誕生に欠かせない様々な条件をクリアして生まれてきたのだ。