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2016年7月

2016年7月 4日 (月)

宇宙のインフレーションとダークマターの生成と温度が星形成に役立つそうだ

 2016年7月24日追加・修正

 『我々の宇宙』という言い方があるそうで、今、『マルチバース』http://www.brh.co.jp/seimeishi/journal/053/talk_index.html 理論が普通に言われている。

 インフレーションで光の速度より早く、限りなく早いスピードで拡大して、或規模で、停まり、相転移を起こして激しい熱を持ち、その熱からビックバーンが起こり、広がりを始めた宇宙の温度がだんだん下がり始めて、熱からダークマターが生成されて、素粒子が生まれ、簡単な原子の水素やヘリュウムが作られて、星の形成がはじまった。と言われている。

  宇宙は、かなり冷えていて存在しているそうだ。温度は光の波長に対応している。

 温度が高ければ光の波長が短くなる。

 ガンマー線、X線、紫外線、と激しい高温の世界があれば、可視光の赤に近づけば温度は下がることになる。

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 現在の宇宙の温度は、-270ぐらいだそうだ。宇宙とは、かなり冷えてしまっている。しかし冷えているからこそ、新しい星が造られる要因でもあるそうだ。

 私たちの地球は、太陽光と地球にある大気のおかげで、生物が生きてゆける適温に保たれている。大気の無い、太陽に一番近い水星であっても、永久陰という太陽の光の当たらない部分では、氷が存在するかもしれないと言われている。

 地球の衛星の月は、全く大気が無いので、太陽の当たる面とそうではない部分では、100度Cくらいの温度差があるらしい。

 

 宇宙は、ビックバーンやダークマターが作られる前に、インフレーションで拡大が進むと、言い換えれば、ダークマターが作られる余裕のない程のインフレーション現象が進むと、何も存在しない混沌とした宇宙が作られている可能性がある。と言う説があるそうだ。

 マルチバース論には、こうした宇宙も存在する可能性があるという考えがしめされている。

ダークマターが存在しない宇宙には、我々の存在理由である物質が生成されない程のインフレーションが起きて、人間論で説明不可能な宇宙が存在するかもしれない。

 たまたま、物質が存在する宇宙ができた。という考え方である。

 その宇宙も高温状態であると、激しい素粒子の運動が起きていて、物質として纏まらない。

  我々の宇宙は、加速度的に膨張しているという観測がなされている。高温状態であったビクバーン直後の宇宙は、拡大して、熱の拡散がされて、ダークマターで物質が引き寄せられて、原子が生まれて星が生まれたという説が認められている。

 今、我々の宇宙のあらゆる方向の温度部分布を測定した結果、-272度という一定した温度が観測されている。

 初期の宇宙の激しい高温状態から、かなり冷たい宇宙になっている。ダークエネルギーによって引き延ばされている宇宙、温度は下がり続けている。

 しかし、冷たい現在の宇宙であるから、ダークマターで引き寄せられた物質が集まりやすく、新しい星も形成されている。物質は、冷やされると収縮してゆく。20度C位の温度の空気が入ったペットボトルを、冷蔵庫で冷やすと、縮んでしまう。0度以下にすればもっと縮む。

 こうして宇宙の或場所で、水素やヘリュウムのガスが集まり出すと、周りからの星からの光が届かずに、どんどん冷えて行き、収縮していく、ある程度の高密度なると、今度は水素ガス、ヘリュウムガスが熱を帯びて核融合を起こし、星が形成される。

 高温状態であると、激しく運動する原子が纏まりにくくなり、時にはプラズマ状態になり、星の形成は、低温であることが必要であったわけである。

 

 しかし、この低温状況も限度があるらしく、宇宙が引き延ばされつづけてゆくと、絶対0度に達して、まだ引き延ばされる宇宙に物質が存在できなくなるそうだ。

 ヘリュウムを絶対0度近くまで冷やすと、原子の振動がなくなり、原子が単体で存在をする。液化した冷えてヘリュウムは、原子一個分の微少な穴をすり抜けて零れてゆく現象が起きる。

 相転移を起こした状態である。この絶対0度にはならないが、絶対0度の世界は、まだ解っていない。

 物質を纏めるダークマタと物質を引き裂くダークエネルギーの競い合いになるわけだ、と単純には考えにくくなる。

 こうした宇宙は、マルチバース論から言うと極希な存在と言う説があり、我々の宇宙から得た物理学が通用しない宇宙が大方の存在であり、我々の宇宙は、たまたま形成された希な存在なのかもしれない、と唱える学者もいる。

 物質が作られる冷たい宇宙は、加速度的に拡大する宇宙のある時点での現象で、いずれはもっと冷えた宇宙になり、物質形成が静止して、あとは、物質が徐々に破壊され、真空のエネルギーだけが充満する宇宙になるのかもしれない、と言う説もあるが確定できない未知のことだ。

 今、世界の天才科学者が、この分野の理論物理学に挑戦している。

 

 重力波が2度も観測されてきた。特に強い、ブラックホールの重力波であるが、以前から、世界各地で観測態勢が進む、インフレーションによる重力波の観測がされている。

 一時期アメリカの研究チームが南極の観測で、インフレーションによる重力波を観測したとして、話題になったが、どうやら間違いであったようで、世界的に観測装置の感度を上げて観測に挑んでいるようだ。

 ビックバーンは前述したように激しい高温状態で、電磁波が直進できず、ビックバーンより前の状態の観測手段がなかった。

 しかし、重力波やニュートリノは貫通力があるので、このインフレーションの痕跡をいずれ捉えることができるだろう。理論物理学は、こうしてその理論の証明がされてきた。

 違和感があった、ビックス粒子も見つかったが、宇宙に広がるヒックス場という考え方に納得いかない部分がある。

 ダークマターの説明として超対称性粒子の存在を提唱する物理学者も、その粒子が見つからないことで、このヒッグス粒子の発見に、その重さが重要視されていたが、超対称粒子の存在に『NO』とも『YES』とも言えない微妙なあたえが出てきた。

 究極のところ、『重力とはなんだ』 そこから生まれる『熱とはなんだ』ということになる。ダークマターが何であるかが解ればもっと進む重力と温度の世界。

  http://摂氏華氏.aimary.com/physics.php

  上のURLでは、温度の世界の解りやすい説明がされています。コピーしてブラウザのURLに貼り付けて見てください。

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