宇宙の始まり・ビッグバンでは何が起きていたのか？

宇宙に関しては、解決が困難ではあるものの、極めて重大な疑問がいくつかあります。
その一つが「宇宙の始まりについて」で、ビッグバンはその疑問を説明できる現状最も有力な説です。

よく耳にするビッグバンですが、この時宇宙ではどのような現象が起きていたのでしょうか？
そんな疑問を解決してくれている面白い動画があったので、詳しく解説して行きます！

The Beginning of Everything — The Big Bang

「まずよくある誤解を解こう。ビッグバンは爆発ではない。空間が一瞬で急激に伸びて、点のように小さい宇宙がスイカ程度にまで大きくなった。」

ドラクエなどのRPGの技ではビッグバンは爆発として扱われがちですが、それは間違いだったんですね！

「物質とエネルギーは別のものだが、ビッグバンのような熱すぎるところでは同じになる。エネルギーが一瞬だけ粒子になることがあり、グルーオンやクォークが作られては一瞬で消えていく。」

ビッグバンの瞬間では、なんと温度が10^32℃にまで達していたそう。
これは1億℃の1億倍の1億倍の1億倍の温度ですから、あまりに高温すぎて想像すらできません。
こんな超高温の世界では、私たちの理解を超える現象が起こっていたんですね。

ちなみにグルーオンやクォークは素粒子で、陽子や中性子をさらに細かく分解したものの一種です。

「ここで物質が反物質に打ち勝ち、今ある物質世界が作られた。物質の方が反物質よりも10億個に1個多かったようだ。」

反物質というのは、普通の物質とは電荷の性質が真逆の物質を指します。
普通の物質では電子はマイナスの電荷を持ち、陽子がプラスの電荷を持っていますが、
反物質では電子がプラスの電荷を持ち、陽子がマイナスの電荷を持っているのです。

「1つの巨大な力が分かれて、異なる法則に従う4つの力となった。」

今では当然別々の力である重力、電磁気力、強い力、弱い力は、原始宇宙では全て同じ1つの力だったそうです。
全く想像ができないのでお手上げです、はい。

「宇宙が直径10億kmまで伸びると圧力が下がった。
するとクォークはそのまま固定され、今の形へ向かった。
クォークは結合し新しい粒子、陽子と中性子になった。」

ここでようやく陽子や中性子が登場してくるわけですね。
ここまで色んなことが起きてきましたが、なんとまだ宇宙の始まりからたったの1秒しか経過していないのです！

「宇宙が1兆kmになると、少し冷えて陽子と中性子がくっついて、最初の原子である水素が誕生した。
無数の粒子とエネルギーが100億℃で存在した、まるで熱いスープのようだ。」

「次の数分間で急激に温度が下がると、原子核と電子が一緒になり、安定で中性な環境を作った。」

この時代は星もガスもなく目に見えないため、暗黒時代と呼ばれています。

「ガスが集まって数百万年後、重力が力を持ち、星や銀河が作られた。
そして水素から発せられる放射線が今日の宇宙に浸透し、可視光線となっている。
宇宙に光が満ちたのだ。」

原始宇宙が今の宇宙と同じような見た目になったのは、誕生から何十万年も経過してからなんですね。

「まだ話していないこともある。始まりの瞬間のことだ。
その瞬間をビッグバンと定義したが、よくわかってはいない。
ここでは今使っている人間の知識や道具が通用しない。」

これまで話したのはビッグバンからごく微小でも時間が経過した後の話であって、その瞬間のことはまだよくわかっていないのですね。

「他にも疑問は残っている。
宇宙は以前にも存在したのか？今の宇宙だけか？
なぜビッグバンが起きたのか？未知の法則によって起きたのか？」

「これらはわかりそうにない。しかし今の宇宙がここにあることはわかる。
そして粒子、銀河、星、地球、そしてあなたが生まれた。」

そう考えるとなんだかロマンチックですね。
今私たちが存在しているのは、偉大な過去の積み重ねによる奇跡というほかありません。

「私たちは死んだ星から作られた宇宙の一部だ。
人類の存在は宇宙による実験かもしれない。」

この宇宙は別の知的生命体が作り上げた仮想空間に過ぎないという意見もありますね。
そこらへんをあれこれ考え始めるともうキリがありません…笑

「では私たちも実験を続けよう。疑問がなくなるまで。」

いかがでしたでしょうか？
難解な箇所もありましたが、宇宙の始まりについて少しでも理解が深まれば幸いです！

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