宇宙論はアインシュタインの「相対性理論」が基礎だった

 渡部潤一・国立天文台副台長監修「図解 眠れなくなるほど面白い宇宙の話」(日本文芸社、2022年4月10日第14刷)を読了しました。確かに、眠れなくなるほど面白い! この本は薄くて(128ページ)、初心者向けに分かりやすく書いてくださっているところが良いです。

 今まで私は、誰が天下国家を取っただの、戦争で虐殺があっただの、人間どもの歴史ばかり気に掛けて勉強してきましたが、今年2月24日、ロシア軍によるウクライナ侵攻で少し醒めてきてしまいました。「歴史に学べ」と言われても、「どうせ人間どもの所業なんて、所詮…」といった気持ちなのです。

ムスカリ

 それより、小学生の頃に憧れていた宇宙や天文学の勉強をした方が遥かに健康的なような気がしてきました。何しろ、宇宙論の学問の進化は、私の子どもの頃(1960年代)とは別次元のようで、幾何学級数的に大飛躍、発展して、まるで様変わりです。天体望遠鏡も電磁波や赤外線等が使われるなど技術革新が進み、かつて分からなかったことや仮説が、次々と「証明」されたりしているのです。

 現代の宇宙論は、あのアインシュタインの相対性理論が基礎になっていることをこの本で知りました。相対性理論とは、物理学で原子爆弾等の製作の理論的支柱になったとばかり思っていたのですが、もっと、もっと壮大な理論で、宇宙生成の解明に役立ち、ブラックホールの存在の予言までしていたというのです。

 私は、「世紀の大天才」といえば、モーツァルトやベートーヴェン、もしくはレオナルド・ダビンチあたりだと思っていたのですが、人類でたった一人選べと言われれば、今はアインシュタインを選びますね。全く理解不能ではありますが(笑)。(正直、好き嫌いで言えば、モーツァルトの音楽の方が好きですが)

 この本によるとー。

 ①138億年前に「無」からビッグバンとインフレーション(「相転移」現象により莫大なエネルギーが放出)によって宇宙が誕生した。(何故、「無」からそんなことが起きたのか、さっぱり分からないようです)

②宇宙はダークエネルギーによって膨張し、60億年前から膨張は加速している(ビッグリップ説)。

③マルチバース(多重宇宙)理論によると、インフレーションによって最初に出来た宇宙(母宇宙)の中に、アインシュタインの「相対性理論」から導き出されるワームホールwormhole(異次元空間)が出来て、その中に子宇宙が出来、またその中に孫宇宙が出来…と宇宙の多重発生が起き、宇宙は無限に存在していく。(キリがないじゃない!これなら何処かに地球外生物が生息していそうなものですが)

④全宇宙に1000億個以上の銀河がある。地球がある太陽系は、距離10万光年の天の川銀河のほんの片隅にある。天の川銀河とは、太陽のような恒星が約2000億以上個集まって出来ている。(ほらね。銀河なるものが1000億個以上もあるんですよ!)

⑤銀河が数十個集まると「銀河群」、さらに100個から1000個の銀河が密集すると「銀河団」と呼ばれ、天の川銀河も含まれる「おとめ座超銀河団」は重力によって、毎秒300キロの速さで動いている。結果的に、太陽系も秒速200キロで移動している。(地球が自転、公転していても、人間は分からないのに)

⑥天の川銀河とアンドロメダ銀河は「ご近所さん」で、同じ局部銀河群を構成しているが、40億年後に両銀河は衝突して20億年かけて合体する。(そう言われても、もう地球の生物は絶滅しているのでは?)

⑦約46憶年前に太陽系と地球が出来たが、太陽の寿命は100億歳と考えられ、あと50億年で終末期に入る。太陽は「赤色巨星化」して膨れて表面積が広くなり、光熱量も増大。25億年後には地球の気温は100度以上に達し、地球上の全生物は絶滅してしまうと考えられる。(ほらほら、人類の歴史も消滅か?)

⑧太陽の30倍以上という超新星が、寿命が尽きて爆発した後に残った星の芯のようなものがブラックホール。自分自身の重力でどんどん収縮して、大きさが無限小の「点」になったもので、そこでは全ての物理法則が成り立たず、光も外に逃げ出すことができない。(アインシュタインが相対性理論で予言)

⑨宇宙は、銀河が長い糸状につながった骨組みのような「銀河フィラメント」とボイドvoidと呼ばれる「超空洞」が入り組んだ大規模な構造になっている。このような構造をつくったものがダークマター(暗黒物質)と言われる。これは質量を持ち、周囲に重力を及ぼすが目に見えない謎の物質。ダークマターは、重力で動き回っている銀河を引っ張って、飛び出さないような働きもしている。(そう言われても、見当がつかない。)

⑩宇宙全体の謎を解く方程式が、「アインシュタイン方程式」で、それは以下の式で表されます。

 G μν+ Λg μν=kT μν      ※ Λg μνとは斥力を表す宇宙項

 以上、 E=m c² に比べると少し手こずる方程式かもしれませんが、皆さんとってはお茶の子さいさいですね。 

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