★applestar 天文と猫の部屋★

宇宙大好き!天体観測大好き☆彡
特に素粒子や原子核物理学が好きでクォ−ク閉じ込め・ 超重元素
などによる原子核物性にとても興味があります。
そんなapplestarの何気ない日々の日常脳内を
載せていきます!ヨロシクです☆((☆´∇)从(∇`★))♪♪
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宇宙のはじまりを考えてみよう!
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    りんごいらっしゃいませ♪applestarの部屋へようこそ!
    前回のブログの最後に自然災害に対する、地学の
    正しい知識を・・・と書いた矢先に先日の宮崎での
    地震だったので、とても驚きました!
    「日向灘」といえば、南海トラフなど日本の予測される
    巨大地震のキーポイントとして言われてますよね。
    震度5以上の大きな地震は、なかなかありませんが意外に
    震度3ほどの地震はとても多い場所ですビックリ霧島連山もあり
    火山性地震も発生する所です✨今後も地球での
    自然災害については知識を深めていこうと思っていますうんうん デコメ絵文字

     

     

     

     

    さて、皆さんは宇宙誕生と聞くと先ず何を思い浮かべる?
    applestarは以前、教室でおもしろい意見に出会いました。
    「お母さん宇宙が子供を生んだ」って笑いながら言った
    小学3年生がいたんです!とても柔軟な発想だ✨と驚いたし
    実際にある理論の一つでもありますw
    正直なところ、この手の質問に「答え」=「証拠」が無い!
    ハッブルが宇宙膨張の観測に成功し、2011年にはノーベル賞
    を受賞した、宇宙は加速膨張している観測結果も出た・・・。
    ということは、昔に遡ると? デコメ絵文字現在より縮んでいくわけ❓

     

     

     

     

                        ※credit:国立天文台 naoj、SDSS ※

     

     

     

     

    まぁ、膨張を逆に遡ればどんどん縮んでいくよねw
    最終的にどうなるの??という事になる!
    誰しもが興味が沸き考えるところですわいわい デコメ絵文字わくわく
    いわゆるビッグバンといわれる、素粒子が激しく飛び回る
    灼熱状態になり、宇宙が誕生してから10⁻²⁷秒後の世界。
    一体、これが宇宙誕生の本当の瞬間なんだろうか❓
    今回のブログでは、この謎な世界の扉をほんの少し
    覗いてみようかと思います✨

     

     

     

     

    さて戦前、ガモフさんが「自然界には水素92%、ヘリウムが
    7%で残りの元素が全体の1%に満たないのは何故だろう?」
    ・・・と水素とヘリウムが多すぎる事に着目し
    大昔の宇宙は超高温・超高密度の時代があったのでは?
    と考えルメートルさんがハッブルの観測よりも前に
    アインシュタイン方程式から「過去の宇宙は小さかった」
    という理論を提唱、原子核が崩壊し放射線を放出する
    事にヒントを得て、宇宙のすべての物質は過去に遡ると
    一点に集中した塊だったはずだ!という”原始の原子”
    というビッグバンモデルが誕生したわけです!
    ※地球での大気分子組成とは異なります※

     

     

     

     

     

     

     

     

    ではビッグバンの前、一点に集中する前の宇宙は
    無=”nothing”だったのかな??さてさて・・・
    applestarもよく質問されますし、知人も誤解してるけど
    ただ、闇雲に言ったもん勝ちみたいな、提唱しているだけの
    天文・宇宙・素粒子などの物理学者は誰1人もいません!
    なぜなら宇宙理論を語るには理論よりも重要な「数式」が
    必要不可欠✨数式から解く森羅万象・・・。
    この数式が導く「何か」に宇宙創生の答えがある!!
    そう信じて物理数学者は探求の日々を送っています。

     

     

     

     

    では、今度はその「数式」の側面から宇宙創生を見て
    みましょう!applestarは数学専門ではないので
    初歩的な事だけしか語れませんが・・・てへっ デコメ絵文字💦
    多少なりは基礎的な数式と格闘する毎日です。
    私の事はさておき、知っている限りの数学、物理の先生方は
    必ずこう言う!「これは美しくないね!綺麗に整理して!」
    と不甲斐ないapplestarの解答に文句言ってくる(笑)
    そうです、数式とはとても美しくシンプルなのだ!
    かのディラックさんもこう言っている・・・
    ”物理法則は数学的に美しくなければならない”とねいいね! デコメ絵文字
    戦後、解こうとしていた宇宙の始まりは、相対性理論だけで
    導けたのかな?どうなんだろうか??

     

     

     

     

     

     

     

     

    これは、現時点で宇宙そのものを表すもっとも凄い数式だビックリ
    勿論、こりゃなんじゃらほいっ!の世界ですが簡単に
    説明すると!出だしについては3次元+時間の四次元だって
    ことからスタートしてるね!では他には?
    ―杜(時間と空間の歪み)について
    宇宙には、まとめると”4つの力”だけで成り立っている
     重力・電磁気力・弱い力・強い力のこと。
    そしてここからが、今回の疑問定義の1つ!
    ”相対性理論だけで宇宙を語れるか❓”の答えが隠されてる✨
    そうです「量子論」=「ミクロな世界」なくして宇宙創生を
    もはや語る事はできません。
    A芭鎧劼凌兇詆颪い篝言・消滅について
    ぅ劵奪哀江譴砲弔い
    ゥ劵奪哀肯鎧卆言の仕組み

     

     

     

     

    こんな未知な謎だらけの宇宙も数式だとめっちゃ簡潔だ!
    こうして数式が導く宇宙は、ビッグバンの前に「急膨張」と
    いわれるインフレーションが起きた理論を示唆してる!
    物理学とはとても難しく感じるが、とてもシンプルだ!
    ビッグバン理論だけでは証明が難しかったものも
    インフレーション時代があれば、現段階では解明できる
    一番有利な理論だということ!そして実際に観測機も
    インフレーションを裏付ける結果が出ています✨
     

     
    ”原始重力波”といわれる、宇宙空間のゆがみは
    宇宙誕生直後に起きた、インフレーション(急膨張)により
    ミクロな空間のゆらぎ(量子のゆらぎ)が引き延ばされ
    ゆがんだ宇宙空間ができたと考えられる。この時代には
    原子よりもずっとずっと小さい「インフラトン」と
    呼ばれる”何かの粒子”wがあり、不思議なことにこの
    ”何か”は空間が膨張しても増え広がり密度が小さくならない
    謎の粒子だと言われてる・・・勿論、物証はありません💦

     

     

     

                            ※credit: NASA/WMAP ※

     

     

     

     

    皆さんは2015年にLIGOが重力波観測に成功したのを
    覚えてますか?この時対象になったのは、13億光年も
    離れた場所にある中性子星連星合体による
    重力波の観測でした!上に書いたインフレーション時代の
    原始重力波を捉えるには何と130億光年以上からくる
    微量な「ゆらぎ」をキャッチしなきゃいけないんだよガ~ン デコメ絵文字
    っんなの無理じゃん・・・と思う事なかれ!
    地球じゃ丸くて無理!じゃあ、宇宙でビックリってことで〜。
    欧州もですが、我らが日本のDECIGOも2020年代の
    打ち上げを目指している、宇宙重力波天文台よ!!!
    腕の長さは1000辧衛星3基が互いにレーザー光で
    つながり光の位相のズレをキャッチするってわけね!
    宇宙空間版のKAGRAだね✨今後がとても楽しみですお辞儀 デコメ絵文字

     

     

     

     

                           ※credit:space.com※

     

     

     

     

    さて、もうさすがにこれより前は無いんじゃん❓って
    思っておられる方・・・実はまだあるんですよね〜。
    活発な理論の応酬が!相対性理論だけじゃ、数式が
    成り立たなかったものが、量子論(素粒子)と組み合わせる
    事で解消できた理論・・・それは「超弦理論」です!!
    きっと最初の頃はこの理論は受け入れられなかった
    でしょうね!だって、数式が導くのは10次元以上で
    なければ成立しないわけで、でも私たちは4次元の
    中で暮らしてるのに、そりゃ懐疑的にもなるよね💦

     

     

     

     

    まぁ、多次元超弦理論の詳細については以前も
    書いたので省略しますが、物理の世界では通常の生活
    とは違う値や単位があります。例えば私たちは
    摂氏(セルシウス度:°C)で理解してますが、物理では
    絶対温度(K)で解いていきます。それは分子原子が
    活動停止する温度が0K(摂氏だと−273.15℃)です。
    摂氏0℃の時、絶対温度では273Kという事になります!
    似たようなもので、プランク長という理論的に扱う事の
    出来る大きさの限界値「10⁻³³cm」と、原子10⁻⁸cm
    より遥かに極小。同じく時間も限界がありプランク時間
    といわれる「10⁻⁴³秒間」・・・ということは
    現時点ではこれより遡るのは困難だという事になるね!!
    そう、人類の英知の限界が現時点ではある!って事・・・

     

     

     

     

     

     

     

     

    じゃあ、インフレーションより前は無いのかな??
    ここで少し話を戻しますが、ビッグバンの奥底深く
    ぐ〜んと下は・(点)であり、その一点はどうなって
    いるのか?宇宙の始まりは点や無=”nothing”というのが
    ひと昔前の理論論争であって、現在は点ではなく
    人間の目には見えない、隠れた次元が実際にあるという
    超弦理論が有力候補なんだよね♪説明が難しいなぁ💦
    簡単に説明するとするなら、う〜ん、たとえば・・・
    バスタオルありますよね!床に置いて人間が上から
    俯瞰的に見たら、縦×横の二次元に見えるよね?
    ではミクロの世界の様に思いっきり近づいて見たら?

     

     

     

     

     

     

     

     

    ただの平面に見えた布切れが、よく見るとひとつひとつ
    糸の集合体だし、縦、横、高さがしっかり見えるし
    糸の間をくり抜けられる様な空間も見えるよね?
    遠すぎて見えなかった物がズームしていくと見えたよね?
    では、この大きなバスタオルを一つ折り、二つ折り・・・と
    どんどん折っていこう、どんどん折って、また折って
    極限まで折ったと想像してみて、ゼロではない点の様に
    見えるけど、折って重なった断面や広げた時に拡大して
    見えたあの沢山の糸たち(素粒子)が折りたたまれてそこに
    集約(コンパクト化)されてるんじゃない?って・・・。
    あくまでもイメージ化した例えだけど、これがまさしく
    M理論(5つある超弦理論を統一した理論)です!!
     

     

     

    根本的に物質は最小である素粒子(四つの力)にたどりつき
    その素粒子はバイオリンの弦の様に弦の振動の強弱に
    より振るい方が変われば音色が違うのと同じだという
    超弦理論(実際に色んな弦理論がありますが)ですが、applestarには
    こんな突拍子もない事考え付きもできないけど、知ると
    納得できる部分も少しはあります(笑)
    現段階で誰も確かめる事が出来ない、全くの未知の世界
    無い”nothing”ゼロに見えるものも、あるのかもしれん!
    今後、ILCによる人為的再現や宇宙空間での直接の
    「遠い過去の宇宙」をキャッチする事で、進展があると
    思われます。

     

     

     

     

    自然科学を追及する世界では、数式・理論・観測結果が
    合致しなければ100%の成功ではありません!
    自分が生きている間に、少しでも宇宙のはじまりが
    垣間見れるとすごく嬉しいな♪こんな汗水垂らして
    考えて何になるの❓と宇宙物理学者に対し、それこそ
    異次元にいる変わった人達だという方もいるかもしれませんが
    私たちが先祖やルーツを大切にするように、地球人にも
    ルーツや遠いふるさとがあるんです!
    ある意味それを知りたいのは本能の一つかもしれませんね✨

     

     

     

     

    さて、台風の様な風と雨が週末まで続きました。
    梅雨入りも数日後かもしれません。
    星空が恋しいですが、こうして頭の中で宇宙を考えるのも
    悪くはありませんいいね! デコメ絵文字
    ではでは、低気圧で体調不良になる方も多いのでは?
    皆さんもどうか気をつけてお過ごし下さいね♪
    applestarでしたぁ!バイバ〜〜イばいばい デコメ絵文字❤❤ハート

     

     

     

     

     

     

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