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新書「宇宙は無限か有限か」を読了

B200908_12 
光文社新書の「宇宙は無限か有限か」松原隆彦著を読みました。

「宇宙は無限か有限か」なんて問われたら、咄嗟には無限にきまってるだろと言いたくなります。
だって、宇宙戦艦ヤマトは「無限に広がる大宇宙……」のナレーションで始まるのですから(笑)
ただ、笑い話ではなくてガキの頃はホントにそう思っていたし
大人になっても漠然とそんなイメージを持っていたのはボクだけではないでしょう。

でも、インフレーション→ビッグバン理論を考えるとその時には何らかの境界があったみたいで
そうなると宇宙は有限かも???
なんて考えだすと、面白そうなので読んでみました。
著者は天文学者ではなくて素粒子研究学者ということみたいです。

 
さて、「宇宙は無限か有限か」、結論を書いてしまうとネタバレになってしまいそうですが、
まえがきにいきなり結論が書いてあります。                 (以下引用)

 結論から言えば、宇宙が無限なのかどうかというのは、現代の科学では答えの出ていない
未解決問題です。したがって、本書のタイトルの対する答えを一言で言うなら、不本意なが
らも、誰にもわからない、ということになります。        (中略)
 でも、わかっていない問題について、それがどのようにわかっていないのかを知ることは、
実はとても面白いものです。                       (引用終わり)

ということなので、ネタバレにはならないでしょうね。
というか、これでなーんだつまんねぇ、と思う人はこの面白さが分からないということですから。

 

と、宇宙は無限か有限かはわからないけど、だからといって空想話だけ書かれてるわけではなく
きちんと科学的・理論的なことから書かれています。
基本的なところでボクも曖昧に捉えていたり誤解していた部分も明らかになりためになりました。
ためになったといっても実社会ではなんの役にも立ちませんが。
というか無職のぼっちに実社会で役立つもなにもないんですが……(汗)

例えば、                                (以下引用) 
                                     光が13
8億年前に地球へ向けて出発した場所は、現在の宇宙で見て約470億光年離れたところに
ある計算になる。                           (引用終わり)

宇宙のビッグバン(その前のインフレーション)が約138億年前といわれるので
宇宙の地平線は138億光年先だと単純に思ってました。
宇宙は今も加速膨張しているのだからもっと先まで見える計算になるわけですね。
正確に言えば、約470億光年先の約138億年むかしのことが見えるですね。

その宇宙の加速膨張は赤方偏移から分かったわけですが
遠ざかる星は光の波長が伸びて赤くなるので赤い星ほど速く遠ざかっているわけですが
でも赤色矮性などもともと赤い星もあるからどうして分かるんだろうと
漠然と不思議だったのですが、                      (以下引用)

 光のスペクトルの中には、いろいろな原子や分子が放出する特定の波長が刻み込まれてい
る。その波長は原子や分子の種類ごとに決まっているので、銀河から光が放射された時点で
の波長の値を知ることができるのだ。                  (引用終わり)

あはは、そういうことね。星全体が赤いかどうかじゃなくてスペクトル分析するわけね。
なんて幼稚な不思議を今まで放置していたのかと恥ずかしくなりましたorz

それと宇宙ステーションがかなり地球の近くにあることは知ってましたけど (以下引用)

 また、宇宙ステーションは地球の上空400キロメートルあたりにある。これくらいの高さ
のところでは、地上に比べて90パーセント近くの重力が働いている。だが、宇宙ステーション
は地球のまわりを高速で周回しているため、上向きに遠心力が働いて重力が打ち消される。
                                   (引用終わり)
ちょっと考えれば当たり前のことなんだけど、宇宙ステーションで無重力で実験してると聞くと
勝手に宇宙空間でほんとに無重力でぷかぷか漂ってるイメージを抱いちゃってました(恥)

 

とこれらのことは基礎的なことで、宇宙が無限か有限かには関係ありません。
これについてはいろいろなな思考実験されています。例えば、        (以下引用)

 宇宙が無限に続いているかどうかという問題に対して、宇宙の空間曲率の値が重要な要素
であることが理解できたと思う。空間曲率の値が正であれば、宇宙が有限に閉じている公算
が高いのであった。現代の宇宙論は、空間曲率を精度よく決める強力な手法を携えている。
それがここで説明しようとしている「バリオン音響振動」と呼ばれる現象が。(引用終わり)

空間曲率はユークリッド幾何学の世界なのか非ユークリッド幾何学の世界なのかが分かる。
それも3次元空間ではなく4次元かも5次元かも知れないが……
そしてバリオン音響振動、それに宇宙マイクロ波背景放射と宇宙の大規模構造を使って
空間曲率が計算されるということなわけです。
って、チンプンカンプンですよね(笑)
大丈夫、この本を読めばだいたい分かりますから。

まぁ、この部分での結論としては、今のところ誤差の範囲内で空間曲率はゼロに近く
少なくとも3000億光年程度は宇宙はまっすぐ広がっているのだそうです。

 

最後の方は空想に近いような内容にもなってきてしまいでもそれはそれで面白くもあります。
ボクが冒頭にも書いたインフレーション理論の話も出てきますが
インフレーション理論は“無”から宇宙が生まれて膨張しビッグバンになったとするわけで
だったらひとつとは限らないから幾つもの宇宙が生まれてもおかしくはないことになり
しかも繋がった空間にいくつも宇宙があるのか
まったく繋がっていない空間というものが存在し得るのかどうかというところまで話は進みます。

最後はアメリカの物理学者ホィーラーの「情報だけでできた宇宙」まで飛び出してきて
さすがに頭の中がこんがらがってわけが分からなくなってしまいます。

まっそれでもなかなか面白く楽しめる一冊でした。

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