宇宙はいつから存在していた?定常宇宙論とビックバン宇宙論

宇宙はいつから存在していた?定常宇宙論とビックバン宇宙論

ビッグバンは、1940年代に物理学者フレッド・ホイルによって作られたフレーズ以来、もはや常識となっています。

しかし、ホイルは、宇宙の別のモデルを好んでいました。それは、過去と未来に無限に広がる、始まりも終わりもない定常状態の宇宙です。ですが?、この考え方は実際には広まることはありませんでした。

しかし近年になって、宇宙論者たちは、似たような特徴を持ついくつかの新しいアイデアを提唱し始めています。不思議なことに、これらのアイデアは必ずしもビッグバンの概念と対立しているわけではありません。

例えば、宇宙はビッグバンの後にビッグクランチ、ビッグバンの後にビッグバンが無限に繰り返される周期的なものであるという考え方があります。

もう一つは、宇宙の様々な部分が異なる速度で膨張したり収縮したりする永遠のインフレという考え方です。これらの領域は、巨大な多元宇宙の中の異なる宇宙と考えることができます。

ですから、私たちは膨張している宇宙に住んでいるように見えても、他の宇宙は全く違うのかもしれません。また、私たちの宇宙には始まりがあるように見えても、多元宇宙には始まりはありません。

また、宇宙は永遠に種のようなものとして存在していて、それが突然膨張していくという「創発宇宙」という考え方もあります。

これらの現代の宇宙論は、宇宙が膨張しているという観測証拠は、始まりも終わりもない宇宙と一致していることを示唆しています。しかし、それは変わるかもしれません。

今日、マサチューセッツ州タフツ大学のオードリー・ミターニ氏とアレクサンダー・ビレンキン氏は、これらのモデルは数学的に永遠の過去とは相容れないと述べています。実際、彼らの分析は、これら3つの宇宙モデルにも始まりがあったに違いないことを示唆しています。

彼らの議論は、始まりも終わりもない宇宙である永遠の数学的性質に焦点を当てている。このような宇宙には、過去へと無限に伸びる軌跡が含まれていなければなりません。

しかし、MithaniとVilenkinは、この種の過去の軌跡は、特定の方法で膨張する宇宙の一部であれば無限ではないという2003年の証明を指摘しています。

彼らは、周期的な宇宙も永遠のインフレの宇宙もこのように膨張していることを示しています。したがって、それらは過去に永遠であることはできず、それゆえに始まりを持っていたに違いありません。”インフレは未来では永遠かもしれませんが、過去まで無期限に拡張することはできません。

彼らは、宇宙の創発モデルを別の方法で扱い、古典的な観点からは安定しているように見えても、量子力学的な観点からは不安定であることを示しています。「単純な創発的宇宙モデルは、量子崩壊から逃れることはできない」と彼らは言います。

また、「結論は避けられない。これらのシナリオのどれも、実際には過去から永遠のものにはなりえない 」とミターニ氏とビレンキン氏は言います。

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