宇宙はどのように作られましたか!?

Millions of stars are born in a nearby galaxy


私たちは膨張する宇宙に住んでいることを知っています。 つまり、宇宙全体が日を追うごとに大きくなっているということです。 それはまた、過去には私たちの宇宙が今日よりも小さかったことを意味します. そのテープを十分に巻き戻すと、物理学は、私たちの宇宙がかつて無限に小さく、無限に密度の高い点、つまり特異点であったことを示唆しています.

ほとんどの物理学者は、この点がビッグバンで拡大したと考えていますが、知られているすべての物理学は、宇宙の初期に優勢だった極端な条件で崩壊するため、宇宙の初期の瞬間に何が起こったのかを自信を持って言うことは困難です.

時間をさかのぼる

宇宙の歴史の大部分において、現在存在するものと同様の天体が点在していた — それらは互いに接近していた.

たとえば、私たちの宇宙が誕生して 38 万年未満だった頃、宇宙の体積は現在の約 100 万分の 1 で、平均温度は約 10,000 ケルビンでした。 それは非常に高温で高密度だったため、原子が陽子、中性子、電子に引き裂かれるプラズマ状態でした。 しかし、私たちは宇宙や地球の他の多くの状況でプラズマに遭遇するため、プラズマがどのように機能するかについてはかなりよく理解しています.

しかし、遡れば遡るほど、物理はより複雑になります。 宇宙が誕生してわずか 12 分ほどのとき、それは陽子、中性子、電子の強烈なスープであり、原子爆弾や原子炉を理解するために使用するのと同じ物理学によって支配されていました。

しかし、それよりも前に振り返ると、物事は非常に大雑把になります。

宇宙が誕生してから 1 秒も経っていない時代の宇宙を理解しようとすると、宇宙が経験した非常に高い温度と圧力に対処できる物理学の理論がありません。 私たちの物理学の理論はすべて崩壊しており、それらの条件で粒子、力、および場がどのように機能するかを理解していません.

特異点の誕生

物理学者は、アインシュタインの一般相対性理論を使用して、宇宙の成長をグラフ化できます。この理論は、宇宙の内容をその膨張の歴史に結び付けます。

しかし、アインシュタインの理論には致命的な欠陥が含まれています。 一般相対性理論を最終的な結論までたどると、過去のある時点で、宇宙全体が単一の無限に密集した点に詰め込まれました。 これはビッグバン特異点として知られています。

特異点は、宇宙の「始まり」として組み立てられることがよくあります。しかし、それはまったく始まりではありません。

数学的には、ビッグバンの特異点は、宇宙がそこから始まったことを示しているわけではありません。 代わりに、一般相対性理論自体が崩壊し、その予測力と説明力が失われたことを示しています。

物理学者は、一般相対性理論が不完全であることを長い間知っていました。 量子重力として知られる、高強度または小さなスケールでの重力を説明することはできません。 言い換えれば、宇宙の最も初期の瞬間を完全に理解するには、新しい物理学が必要です。

時代を超えた問い

悲しいことに、私たちは現在、そのような物理学を欠いています。 弦理論やループ量子重力など、量子重力の候補はいくつかありますが、これらの理論は完全には開発されておらず、テストもされていません。

しかし、これらの理論のいずれかが正しければ、初期の宇宙について興味深いことを教えてくれる可能性があります。

ループ量子重力の場合、特異点は時空間の有限サイズのチャンクに置き換えられます。 一方、超弦理論では、私たちの宇宙は可能な宇宙の「風景」に由来します。 また、私たちのビッグバンが無限に続く宇宙の 1 つとして存在し、多元宇宙で際限なく増殖している可能性もあります。 理論物理学のさらなる進歩だけが、これらの可能性のあるアイデアの曖昧さを整理するのに役立ちます.

しかし、別の問題があります。何がビッグバンを引き起こしたのか、私たちは決して知らないかもしれません。 その最古の瞬間に、私たちの時間と空間の概念さえ崩壊します。 このような極端なスケールでは、「始まり」や「前」などの通常の日常的な概念は意味をなさない場合さえあります.



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