さて、今日のお題は「宇宙」である。人類の歴史、生物の歴史、地球の歴史を通り越してもっともっと根本的な話し、宇宙の誕生そして未来について、宇宙の歴史を語ろうと思う。宇宙の歴史は我々文系の分野というよりも理系の分野なので難しい単語がたくさんでてくるが俺もわからんことが多いのでご容赦していただきたい。
☆ 宇宙のはじまり「ビッグバン」
その昔、宇宙はどこまでも果てしなく続いていると思われていたが、宇宙にも大きさの限界があると1916年、アインシュタインが発見した。その内容は「重力とは空間と時間の歪みである（一般相対性理論）、よって宇宙全体もやっぱり自分自身の重力で歪んでいるのだから、宇宙の中をどこまでもずっとまっすぐ進んでも、ぐるりと宇宙を一周して結局はもとのところにもどってしまう。」というものである。これがすべての宇宙論の始まりとなった最初の宇宙モデルである。
しかしこれはアインシュタイン自身によってすぐに誤りだと訂正された。つまり、アインシュタインは最初すべてのモノには引っ張る力、「重力」があり、宇宙全体がじっと安定した状態のまま続いていると考えていた。しかしこれだけだと宇宙は星々の引っ張る力だけで内側につぶれてしまうのである。そこで、「時空そのものの中には、お互いに離れようとする反作用もある。」と考えた。これが「万有斥力」である。万有斥力は宇宙の時空構造そのものに本来備わった特性であるため、空間の量が大きいほどつまり、間が隔たった物体同士の間ほど強く働き、万有引力を打ち消すと言う理論で、このお陰で引っ張ったり離れたりする力がちょうどつりあって宇宙は潰れない、バランスがとれていると言うことになった。
そんなとき、1925年アメリカのハッブルが遠方の銀河が恒星の集団であることを初めて立証し、宇宙の遠くの方にある銀河がとてつもない速さで後退していることを発見した。つまり、宇宙は膨張しいるのである。宇宙が膨張しているってことは、最初宇宙は一つの点だったことになる。それがものすごい勢いで爆発し、広がっていったのがいまの宇宙ということになり、その爆発を「ビックバン」と言うことになった。しかしビックバン理論はなかなか簡単に受け入れられなかった。宇宙が最初一個の点だった、なんてなかなか信じてもらえない話だと言うのは皆さんにもわかるだろう。だが1965年、宇宙には熱があることがわかった。この熱はビックバンのときの熱が、まだ冷めていない証拠であるとされ一応ビックバン理論は通説になった。
さてビックバンの後、お互いに光より速く遠ざかっている宇宙の両端が、そっくり同じ形をしていること、宇宙が外向きにも内向きにも曲がっていないように見えること、などは単純なビックバンモデルでは説明できない。そこで考えられたのが「インフレーション宇宙モデル」で、この宇宙が生まれた直後に、光の速さをずっとず〜っと上回るむちゃくちゃな勢いで広がったと言う、新しい考え方である。生まれたばかりの宇宙は真空そのものの中に、ものすごいエネルギーがつまっており、このエネルギーが宇宙を内側から押し広げたと言う考えで、この時、宇宙の中のほんの小さな均一の領域がいっぺんに引き延ばされちゃったために宇宙はどっちを向いても同じなのだそうな。
とりあえず、ここまでの話は理解してもらっただろうか。「なんで？」と言われてもこまるのだけどこれが宇宙の始まりなのである。とりあえず、昔宇宙は一つの点でそれが大爆発して今もえらい速さで大きくなとるわけなのだ。
☆「宇宙の果て」と「宇宙の未来」
さて、宇宙の話をしていてよく聞かれるのが宇宙に果てがあるのか？というやつだが、宇宙には果てがある。え、どこにあるのと言われたら今は「１６０億光年の距離にある」としかいえない。
宇宙は今から１６０億年前、先ほど述べた「ビックバン」という大爆発で生まれたわけだが、「ビックバン」っていうのは宇宙の全部の場所で、空間自体が膨張しているわけだから、自分たちから遠くにある場所ほど、俺たちからはすごい速さで遠ざかっているように見えるのである。だからこの「宇宙の果て」までの距離もどんどん、どんどん遠くなっているのだ。と、言うことは「宇宙の果て」との距離が離れるのにともなって、宇宙の密度もどんどん、どんどん薄くなっているのである。（で、宇宙の果てがどうなっているかって？．．．そんなん知るか！）
さて宇宙がどんどん広がって、密度が薄くなっていることがわかったところで、「あれ、このまま宇宙は広がり続けるのだろうか？」「それともいつかは止まっちゃうのかな？」っていう疑問が浮かんでくる。この問題について、もし宇宙が広がり続けるのなら、いつか宇宙の物質密度も薄〜くなっちゃって、この宇宙は何にも無い真っ暗なさびしい場所になっちゃいます。逆にあるところで膨張が止まったら今度は宇宙がもともと持っている「引力」でぶち速いスピードで今度は縮み始めちゃうのです。さて、一体どちらの終局になっちゃうのか？それを決めちゃうのが、宇宙の「臨界密度」という数字なのである。
じゃ、その「臨界密度」ってなんじゃらほいというと。宇宙の膨張の仕方は、最初のビックバンの勢いと、宇宙を内側から引っ張る引力の強さ、つまり宇宙の中にある物質の量で決まるのである。「ビックバン」のおさらいになるけど重力＝引力と言うわけ。そして、この膨張の勢いを止めるのに必要な、宇宙の中の物質の密度のことを「臨界密度」というのである。
ところがこの「臨界密度」を調べていると困った数字が出てきてしまったのである。たとえば、銀河の縁に近い恒星の運行速度を計ってみると、恒星の速度は、銀河の見かけの質量から求められるものよりずっと大きく、ここから逆算した銀河の質量は、見かけの質量より一桁大きくなければならなかったのだ。つまり宇宙にはわしらの目に見えるよりぶちようけ物質があるようなのだ。そこでこの見えない物質を「ダークマター」、日本語で「暗黒物質」と呼ぶことにしたのである。
この「ダークマター」、一説によると宇宙の質量の９９％以上を占めるなぞの物質について、一時期「アクシオン」や「グルィーノ」と言った未発見の素粒子に質量があるんじゃないかといわれていたが、９３年世界の多くの学者がほぼ同時期に「ダークマター」の正体は、核融合反応によって光を放ち始めるほど大きくない低質量の天体であると発表し、どうもそうらしいということになった。つまり「ダークマター」の正体は光を出さない物質の塊、暗い天体なのだそうだ。
とりあえず、はっきりしていることは、本当は目に見えないダークマターこそ、宇宙の主役で宇宙の９０％以上はこのダークマターで占められていて、これが予想以上の大質量で臨界密度を超えているのである。つまり、このままではいつか宇宙の膨張は止まってしまうのである。
うん？ちょっとまって、と、言うことは、そう今度は逆に宇宙は縮み始めちゃうのである。縮み始めた宇宙はどんどん、どんどん縮んで、最後にはどうなるんだ？答えは簡単、最後にはめちゃめちゃこめぇ点になるのである。そしてそのこんめぇ点になった宇宙がどうなるかと言うと、ちょっと前までは「そこからまたビックバンが始まるのだ」と思われていたのであった。
ところが、「車椅子の天才」ホーキング博士はそうでは無いとおっしゃった。宇宙はビックバンが始まったときよりも、もっともっと小さくなって、そのとき！ 時間と空間の区別がなくなって、宇宙は「無」の世界に消えちゃうのだ。ホーキング博士はそうぬかしているのだ。
でも安心してくれ（何を安心するんだ？）、別にそれで宇宙が終わりになるわけじゃないのだ。ちっちゃく、ちっちゃく縮んだ宇宙は「ワームホール」という超時空要塞トンネルを抜けて、またどっかで宇宙の膨張を始めるのだ．．．ということは、「今の宇宙の前にも宇宙の先祖ってのがいたのだろうか？」「もし、明日起きたら家の庭先に別の宇宙がワームホールを通って出てきたらどうしよう。」「え、宇宙の中に宇宙があるの？」「じゃあ宇宙ってどこにあるんだ？」「宇宙のない世界ってのもあるわけ？」「あらら大変．．．」と独りでボケててもしょうがないけどそういうことらしい。この解ったようでわかってないのが「宇宙」である。納得していただけただろうか。
軍令部簡単宇宙用語集
１、一般相対性理論 重力は星などがモノを引っ張る力、というだけじゃなくて、時間も、空間も歪めてしまう力を持っている。だから、重力の大きな星では時間がゆっくり進むことになる。
２、有限だけれど果てのない宇宙モデル 1917年にアインシュタインは、宇宙全体の質量を２×１０の５５乗グラム、平均密度を空間１リットルにつき陽子0.1個と見積もった上で、宇宙自身の作り出す重力場による宇宙全体の時空の曲がりがどのくらいになるか計算し、宇宙は半径約３００億光年の、内側に「閉じた」構造を持っていると結論した。この宇宙の中をどこまでも真っすぐ進むと、時空が曲がっているため、やがて出発点に戻ってきてしまい、果てがない。
３、ハッブル エドウィン・パウエルとハッブル定数 1889〜1955・アメリカの天文学者。史上もっとも偉大な観測天文学者とも言われている。1925年、遠方の銀河が恒星集団であることを初めて立証し、また同時に、多くの銀河が、我々からの距離に比例した速度で遠ざかって行くことも発見した。この距離と後退速度の比例定数を「ハッブル定数」と呼び、100万光年ごとに後退速度は１５〜３０キロ増すと言われている。
４、インフレーション宇宙モデル 1980年、アラン・グース、佐藤勝彦らによってそれぞれ独自に考案された新しい宇宙モデル。誕生直後、膨張を開始した宇宙はその真空の中に膨大なエネルギーを蓄えていた。このエネルギーが維持されたまま、膨張がある時点まで続くと、エネルギーは斥力として作用し、宇宙の時空を内部から急激に押し広げる。そのため、１０のマイナス３２乗秒という極端な短時間の内に、宇宙の大きさは１０の５０乗倍にもふくれあがる。
５、臨界密度 宇宙の膨張にブレーキをかけ、いつか膨張を収縮に転じさせるのに必要な最低限度の物質密度。宇宙の中に十分な量の物質が存在していれば、いずれその引力が宇宙そのものを引き戻し、急激に小さく潰れていく。現在のハッブル定数の見積もり値からすると、この宇宙にもし１立方センチあたり１.６１×１０のマイナス２６乗グラム以上の物質が存在した場合、宇宙はやがて収縮に転じる。
６、ワームホール いわゆる「時空の虫食い穴」。この宇宙には、すべての物理法則がその確定性を保っていられる「限界長さ」とでも言うべきものがあり、長さ１０のマイナス３３乗センチ以下の領域では、光速度の定数をはじめとするありとあらゆる物理法則が意味を失う。したがって、これより小さな領域では、時空の枠組みを飛び超えた超光速の移動も可能になる。このような超時空的移動経路を「ワームホール」と呼ぶ。
です無料ホームページをどうぞ