★「本の中から」

  「宇宙論」

p38 宇宙膨張は、重力の影響が小さい銀河どうしや、銀河団以上の大きなスケールで宇宙を見たときにようやく見えてくるものなのです。

p48 通常、原子核どうしはプラスの電気で反発していますが、高温のもとでは猛烈な勢いでぶつかって融合します。これが核融合反応です。

p52 原子が誕生すると、光はまっすぐに進めるようになります。ガモフらは、この時の光が今も宇宙空間をまっすぐに進み続けていると考えました。これが宇宙背景放射です。

p54 宇宙背景放射は天体からの光ではなく約137億年前,原子が誕生した約38万歳の宇宙からやってきた光です。

p64 宇宙は観測可能な領域(宇宙から現在までの間に光が届いている領域)を越えて、遙か先まで広がっていると考えられます。ただし、宇宙全体がどれほど広いのかは、わかっていません。可能性の一つは、宇宙の広さは無限というものです。もう一つの可能性は大きさは有限ですが、空間が曲がっていてずつと進むと元にもどってしまう、というものです。

♯73 見えいない宇宙

p150 私たちはダークマターの粒子の正体を未だに知らない

p158 量子重力の理論としてのひも理論が科学の主流に加わってきた

p41 マクスウエル方程式は電子と磁気に関しては対称的である。対称性はただ一つの点で破られている。それは電荷は存在するが、磁荷は存在いことである.

♯72 幸運な宇宙

p92 光速に接近するにつれて、粒子の質量は無限に増加していき、それ以上粒子の速度を上げることはできなくなる。このようなわけで光速の壁を破ることはできないのである。

p127 時間はビックバンと共に始まるという主張が正しい出発点であることがはっきりしたのである。

p402 わたくしたちが今日観察している形の生物は、1%の物理と99%の歴史からなっていると表現できる。

♯71 ワープする宇宙

p29 クォークにしろ、あるいはダークマターやダークエネルギーにしろ、私たちはその存在を間接的に確認しているだけであり、それと同じように、余剰次元も直接的には私たちの前には現れてこない。それでも余剰次元の痕跡が、間接的にではあるにしろ。、究極的に余剰次元の存在を明らかにしてくれる。

p208 量子力学の考え方では、物質も光も「量子」という不連続の単位からなっている。たとえば光も連続しているように見えながら、実際には光子という不連続の量子からなっている。

p383 私たちは現在ひも理論のことを、量子力学と重力を調和させる可能性のある理論だと考えている。

♯70 宇宙のランドスケープ

p2 ランドスケープは一つのアイデアを表す。宇宙が私たち人間の存在にとって不思議なくらい、というより途方もないほど、精妙に設計されているとい事実を、科学は説明できないだろうか、という問題である。

p161 ひも理論の詳細については、第7章で解説するので、今はそれを量子力学と重力を矛盾なく統合する数学的な理論であるとだけ述べておく。

p227 光子は極めて珍しい存在である。重力子を除いて、質量をもてない唯一の素粒子が光子である。

p526 ランドスケープはどこかに物理的に存在するものではなく、数学的な構築物である。勿論それは単なる空想の所産ではない。ひも理論の長年の研究に裏付けられたものである。

♯69 宇宙を読む

p(!!)宇宙という言葉も中国に由来し、宇は「空間」、宙は「時間」を表します。

p080 太陽と地球などの惑星は、ほぼ同時に出来たと考えられています。つまり太陽の年齢も46億歳です。太陽の寿命は約100億年なので、このあと50億年ほどは水素の原子核融合を続けます。

♯68 ビックバン 宇宙論

上巻p66 望遠鏡、写真、分光器という三位一体のテクノロジーは星が何でできてるのか、どんな速度で運動しているのかを探る空前の機会を天文学者にもたらした。

下巻p17 1931年 2月 3日 アインシュタインはウイルソン天文台の図書館に集まった記者達を前に会見を行い、自分の静的宇宙を放棄しビックバン宇宙モデルを支持することを明らかにした。

下巻p71 ビックバン派は宇宙の膨脹と水素とヘリウム存在比という二つの観測事実を挙げて、ビックバンモデルはそれらと矛盾しないことを示すことができたのである。

下巻p141 われわれが生きるために10億、100億、それどころか1000億の星が死んでいる。われわれの血の中の鉄、骨の中のカルシウム、呼吸するたびに肺に満ちる酸素ーすべては地球が生まれるずっと前に死んだ星たちの炉で作られたものなのだ。

下巻p151 われわれは一般的な方法により、水素からウランに到るすべての原子あらゆる同位体の存在量は、星と超新星の内部で起こる元素合成によって説明できることを見だした。

下巻p227 ビックバン宇宙モデルは、20世紀に成し遂げられた最も重要かつ輝かしい科学上の偉業といって先ず間違いはないだろう。

下巻p231 しかしビックバンは、空間の中で何かが爆発したのではなく、空間が爆発したのである。同様にビックバンは時間の中で何かが爆破したのではなく、時間が爆発したのである。空間と時間はどちらもビックバンの瞬間に作られたのだ。

下巻p240 宇宙の膨張は減速するところか、加速しているように見えるである。どうやら宇宙は自爆しようとしているらしい。宇宙を暴走に駆り立てている斥力の正体は今も謎でであり、「暗黒エネルギー」と呼ばれている。

♯67 宇宙はどこまで広がっているか?

p62 ある銀河までの距離を知るには、その赤方偏位を測定し、ある値(ハップル定数、あるいはHと呼ばれる)で割って算出するという方式がハップルによって初めて確立したのである。

♯66 宇宙 起源をめぐる140億年の旅

p111 物質は宇宙の膨張を遅らせる効果をもつ。物質の密度が高いほど膨張はより大きく減速するはずだ。しかし暗黒エネルギーは、これと全く違う効果をもたらす。相互に引き合うことで宇宙の膨張を減速させる物質とは異なり、奇妙な性質を持っている。つまり暗黒エネルギーは空間を広げ宇宙の膨張を加速させるのだ。

p257 生命の源となった物質は彗星の衝突によって地球へもたらされたと考えられる。

♯65 宇宙の創成と進化

p73 宇宙研究者の聖杯は重力波の発見だろう。というのは、これまで未検出だったこの形態のエネルギーは阻止されることなく、素粒子のスープを通り抜け、宇宙マイクロ波背景放射だけでなく、時空そのものも引き延ばし、圧縮するのである。もし重力波が見つかれば、宇宙研究者はビックバンの姿をその最初期の瞬間から見ることができるだろう。

p154 ビックバンとインフレーション理論は、宇宙が「いかに」誕生したかを概略するが、量子宇宙論はそれが、「なぜ」誕生したかに取り組もうとしている。

♯64 宇宙に法則はあるのか

p17 「向こう側に」存在する自然法則なるものが、本当にあるだろうか。それとも自然法則なるものは、われわれが目にしてきた事物を記述する方法として、いちばん便利なものと言うだけのことだろうか。

p396 生命と非生命は明らかに違っているが、それは基本的な原子の成分が違うのではなく、一定レベルの複合度という閾に達していて、新しい自己組織化原理が自然発生的に動作するようになっている点が違うのだ。

p410 この宇宙が「閉じて」いて、将来、再びつぶれる定めにあるなら、この宇宙全体が外部のない1個のブラックホールの内部と考いられる。

♯63 最新 宇宙学

p213 クェーサーも超巨大なブラックホールにガスが落ち込むことで光っている天体である。

p217 銀河は宇宙暗黒時代に生まれた初代天体ではなく、電離した宇宙の中で生まれてきた後の世代の天体だということになる。つまり、銀河の誕生は、紫外線に満ちた電離宇宙の中で起こったことである。

♯62 太陽系の果てを探る

p98 日本ではエッジワース・カイパーベルト天体の略であるEKBOが日本語で”えくぼ”と発音できるので親しみを込めて”えくぼ”と呼ぶ研究者が多い。

235 アメリカにとり冥王星は特別な存在である。冥王星は唯一、アメリカ人によって発見された惑星であると同時に、未だに探査機が訪れていない惑星なのだ。

♯61 宇宙を見る新しい目

p42 銀河団の中には電磁波を出さずに重力だけを及ぼす物質が大量に存在していると考えなければならなず、この未知の物質はダークマタ(暗黒物質)と呼ばれている。ダークマターの存在が指摘されてもう60年以上たつが、その正体が何なのかは今でも人類にとって未解決の大難問である。

p197 小柴先生をリーダーとするカミオカンデの超新星ニュートリノの検出は、これまで理論的にしか語ることが出来なかった星の最後の大往生である超新星爆発の理論を、観測的に実証したのである。ニュートリノで宇宙を観測し、天体の進化、宇宙の進化を明らかにするニュートリノ天文学を創始した。

♯60 宇宙はすべて教えてくれる

p68 「宇宙の年齢は何億年ですか?」と聞かれても、もうはっきりと「137億年です」とこたえればいいことになったんです。

p69 佐治 真空のエネルギーが73%というと、宇宙にある残りのエネルギーはいったいどんなものですか  佐藤 まず、我々をつくって、いるような普通の物質が、エネルギーに換算すると4%、宇宙に存在しています。のこりの23%は、正体不明な「暗黒物質」とか「ダークマター」  などといわれているものです。

 

p72 我々の宇宙は本来10次元や11次元という高次元の世界であって、空間方向は3次元だけ見えるけど、後の次元は、何らかの理由で見えなくなっているのだというのが多次元の宇宙論です。これは、いまの物理学の基本的な法則を統一する考え方として、主流の考えになってきているわけですよね。

♯59 「図解」膜宇宙論

p52 地球や他の惑星たちが、太陽の周囲を公転運動していて、太陽の重力が周囲の空間に作り出している穴に落ち込ん でいかないのは、この穴の斜面の中で公転運動という勾配がゼロとなる向きに向かう運動をしているからである。この運動により、1周して斜面上を元の点に戻ってこられるのである。

p66 この宇宙は物質の基本構造まで考慮しても、以外に簡単な構成なのである。6個のクォークと同数のレプトン、それに、それらの間に働く4つの力、この自然界を造るのに必要なすべてである。

p138 宇宙の次元は現在提案されているM理論が最終的なものだとすると11元だということになる。プランク長の長さという極端に短い空間の世界では、この11次元が実現されていて、私たちには想像もつかないような世界を作り上げているのかもしれない。

♯58 宇宙を支配する暗黒のエネルギー

p56 さらにインフレーションは、時空自体の歪みの波動(時空のさざ波)である重力波の存在を予言します。この(インフレーション起源の重力波)を直接観測することはインフレーション宇宙論の検証にとって決定的ですが、現在の技術では検出することは非常に困難です。

♯57 宇宙を測る

p227 なおクェーサーは謎だらけである。エネルギー源は、たぶん中心のブラックホールである。クェーサーは信じがたいほど老齢で、かつ遠くにある天体である。

♯56エレガンントな宇宙

p19現在、定式化されている形での一般相対性理論と量子力学が両方とも正しいということはあり得ない。この100年間の物理学の長足の進歩ー天空の膨張と物質の基本的構造を説明した進歩ーの根底にあるこの2つの理論は両立しないのだ。

p35ひも理論は一つの原理ーもっとも微細なレベルでは、あらゆるものが振動するひもの組み合わせからなりたたっているという原理ーから、あらゆる力とあらゆる物質を説明することができる1個の枠組みを提示する。

p276ひも理論は,現代物理学が直面する中心的なジレンマー量子力学と一般相対性理論との矛盾ーを解決し、自然の基本的な物質構成要素と力の全てについての理解を統一する理論だ。ただしひも理論がこの離れ業を成し遂げるには、宇宙に余計な次元があることが必要である。

  ♯55大宇宙の素顔

p26 星の一生を考えると、宇宙に漂うガスが集まって星が生まれるまでの「光では見えない時期」と、星が輝き初めて最後を迎えるまでの「光で見える時期」の2つに大きく分けられる。

p29冷たい分子ガスが暗黒星雲の正体なのです

♯54 未知への暴走

p49 天の川銀河とアンドロメダ銀河の大接近はいまからおよそ28億年後に起こる。

p65 理化学研究所,東大,京大などによるGRAPEを使った重力多体シミュレーションの結果、スターバースト(爆発的な星生成)で生まれた高密度の星団のなかで、太陽の100倍くらいの中質量のブラックホールが誕生。それらが星団にいだかれつつ銀河中心へ落下し、互いに合体することで巨大ブラックホールへと成長することが分かったのである。

p80 5年間に及ぶ観測の結果、ゲズ教授は、銀河の中心近くの恒星が、秒速およそ1400キロ(時速500万キロ)ものスピードで移動していることをつきとめた。このことから銀河の中心には太陽 のおよそ300万倍という、とてつもない巨大な質量がおさまっていることがわかった。この領域には観測した星以外には、何も明るいものが映っていない。非常に狭い領域にある重い天体。これはブラックホール以外にありえないというのがゲズ教授の結論だった。

♯53 宇宙論の新次元

p6 知の世界の体積が膨らめば、当然それだけその表面--フロンテアも広がるのは当然だ。実際、暗黒物質、暗黒エネルギーの問題は大きな謎だ。私達は、私達の住んでいるこの宇宙を構成する物質の99%が何かを全く知らない。

p48 真空のエネルギーとは、物質も光も存在しない空っぽのの空間がもつエネルギーにことだ。そしてエネルギーをもつということは、ある種の力の存在を意味する。つまり、全く空っぽな空間も、ある種の力を持っていて、それが斥力(反発力)なら宇宙は加速度的に膨張することになる。数学的にいうと、真空のエネルギーが存在するということは、アインシュタインが導入した「宇宙定数」が存在することと同等だ。

♯52 銀河宇宙の果てへ 

p48 宇宙の初期にはクェーサーがたくさん見られましたが,私たちの銀河系のまわりにはこうした天体はみられません。クェーサーはどこに行ったのでしょうか?クェサーはしだいに輝きを失いジェットの放出をやめて,銀河の核となったのではないかと考えられています。

 

♯51 宇宙は進化した 

p32 私たちはみんな生きている。私たちと宇宙を結びつける基本的な媒体は光である。

p59 私が本当に興味をもってることは、世界を創造するにあたって、神に選択の余地があったかどうかである。 アルバート・アインシュタイン

p128 重力放射によって私たちは宇宙の始まりを見ることができる。しかし宇宙の初期に放射された重力波を検出できるアンテナが作られるまでには、まだ当分かかるだろう。

♯50 光の牢獄-ブラックホール

p14 ブラックホールは、いわば老年期に入った星の一つの姿である。

p27 ブラックホールは、星というよりも、むしろ無限大に近い密度にまで崩壊を続ける星の時空で起きる事象と考えた方がいいだろう。

p145 「あそこにあるものをブラックホールと考える以外に、この事実を論理的に説明する方法ないだろう」と認めるようになった。

♯49 宇宙はこうして始まり こう終わりを告げる

p137  1969年には「ワシントンポスト」紙が「天文学者達による宇宙は690億年で爆発」という見出しで報じた。崩壊し命運のつきる宇宙というのが、時代のバックグランド・ミュージックの一部になった。

p226 マイクロ波背景の発見以前には、宇宙論は天文学だったが、それ以後の1965年秋になると、宇宙論は物理学になった。

p256 定常説とビックバン論争が古典的な観測宇宙論を活性化したように、銀河形成のボトムアップとトップダウン説の対立は物理学宇宙論というまだこれからの学問に枠組を与えている。

p287 宇宙には質量が、再び元の状態に収縮する重力を生み出すに必要な量の1/10しかないことを強く示唆していた。

p696 すなわちニュートリノが暗黒物質のマイナーな構成要素以上のものであるというにはあまりに小さすぎる。

♯48 時の誕生、宇宙の誕生

p73 太陽系内には重い元素が存在しているが、それは太陽のような星の中ではどうあっても創られないものであり、太陽が生まれる前に存在している星の中で創られたはずである。つまり太陽と太陽系は少なくとも一世代前の星の残骸核から創られたものだ。

♯46  いまさら宇宙論

p3  ビックバン理論は誰か一人の人間が提出したと行ったものではない。現在もその構築が、様々な物理理論や科学技術を総動員して進行中のものである。

しかし、この理論に現実味を与えたものとして、”二つの発見(観測)”と二つの物理りを挙げることができる。

この二つとは、

(1)1929年に天文学者ハッブル(Edwin Hubble)が発見した”膨張宇宙”の証拠となるデータ

(2)1965年にベンジアス〔Ar no Penzias)とウエルソン(Roberto Wilson)が測定した”宇宙マイクロ波背景放射”である。

また二つの新しい物理とは

〔a)1915 年にアインシュタイン(Albert Einstein)によって構築された一般相対論

(1930年代に始まって1970 年代にある種の完成を見た原子核素粒子の標準理論である。

♯46 なぜビッグバンはおこったか     

p31  宇宙は、知られているどの保存法則とも矛盾しない形で完全な無から発生したのだ。 宇宙の創造に関する詳細な科学的理論は知られないが、今や、そのような理論を編み出せる可能性が開けてきたようだ。

p35 インフレーション理論が正しいとすれば、実質的に宇宙のすべての物質とエネルギーを生み出した原因はインフレーションのメカニズムにある。またこの理論によれば、観測される宇宙は宇宙全体のほんの一部分にすぎないし、この理論は私たちの宇宙から完全に切り離された、他の宇宙が無数にあるかもしれないと強く示唆する。

p128  初期の宇宙の高い温度のせいで、変わった取り合わせの分野同士が結びつくことになった。知られている最大の対象を研究する宇宙論が、もっとも小さな対象を研究する素粒子物理学および核物理学と密接におむすびついたのだ。 p190 大統一理論略してGUTの基本的な目標は、素量子物理学の標準モデルの弱い相互作用、電磁力、強い相互作用を一個の完全に統一された相互作用で記述することである。

p372 永久インフレーション説が正しければ、100億から150億年前に起こったビックバンは、私たちの「ポケット宇宙」の始まりであっても、宇宙全体の始まりではなかったことになる。宇宙全体は私たちの「ポケット宇宙」が現れるずっと前から存在していたし、永久に存在し続ける。

p394 インフレーションが考えだされてから15年、これまでのところ、これに代わる仮説的説明はまだ見つかっていない。したがって、インフレーションは現在のところ、ビッククバンから1秒後の宇宙の質量密度を小数点以下15桁まで計算することを可能とする唯一の理論だ。

♯45  2億年前ハワイから月が飛び出した

私は検討の結果、アフリカのカラハリ地域キンバリーを中心とし放射し、ハワイのキラウエア火山がその焦点となることに気付いた。地図では判らないが、地球儀の南アフリカキンバリーとハワイのキラウエア山を押さえ、大陸移動をすると、どの大陸も島も一直線に動いて、回り道している大陸はほとんど無いことが判る。

♯43 宇宙のシナリオ

p94  195億年の昔に、宇宙は体積ゼロ(またはそれに近い状態から膨脹が開始して、その膨脹が続いているのである。(膨脹の早さが時間的に変わらなかったならば)

♯41 宇宙の果てにせまる

p200  クェーサーは、ひじょうにに狭い領域から、銀河の何倍、何十倍ものエネルギーを放出している天体で、長いあいだ、そのエネルギー源は謎であった。近年の観測よって、その中心には巨大なブラック・ホールがあり、そこに吸い込まれる物質どうしが摩擦をおこし、膨大なエネルギーを生みだしていることがわかってきた。クェサーはひじょうに明るいので、宇宙のはるかかなたにあるものでも観測することができる。

♯40  宇宙のからくり       

p5  宇宙には時間、空間、物質といった、いっさいが含まれています。その宇宙は、今 からざっと150億年くらい前に「無」から発生したといわれています。ここで言う「無」とは単に「カラッポ」という意味でなく、「時間も空間もいっさいの物質もない」という無を意味します。もともと空間があってその空間のどこかで宇宙が発生した、というイメージは捨てなければなりません。もともと空間すらなかったのです。

p5  無から発生してどんどん膨張してきた宇宙の像を頭の中で描くことは大変難しいことです。無から発生した以上、宇宙のそとがわは相変わらず無であることになり、これは宇宙には外側がないことであり、宇宙にはその端(果て)がないことになります。

p160 宇宙のどこもかしこも同じ材料(電子・陽子・中性子)でできていると言うことは、宇宙にははじめがあったとすると納得がいくのではないでしょうか。

p171 地球からみると銀河は遠ざかっていますが、地球が宇宙の中心ではありません。否宇宙には中心がないのです。

p175  ビックバンは空間のある1点で起きたのではなく、空間も時間もビックバンとともに発生したと考えられます。

p179 ビックバンの時代には高温高密度でした。そのために原子と名の付くものは一つ もなく、すべての原子はバラバラの状態でした。 p206 太陽以外の星で地球にもっとも近い星はケンタウルス座にあるプロキシマという 星ですが、光がプロキシマ星から地球に到達するに4年かかります。

p207 この天の川にもっとも近い銀河の一つであるアンドロメダ星雲は、地球からなん と200万光年も離れています。

p214  宇宙のインフレーションは加速膨張ですが、ほんのつかの間の出来事で、その後現在までずっと宇宙は減速膨張しているのです。

p216  時間が経過するとそれまで見えなかった銀河が見えてくると言うことは時間が経過するとだんだん宇宙の過去が見えてくることになります。宇宙のどこまでの過去が見えるかというその限界を示す地平線のことを「粒子的地平線」と言います。

p217  今の見える宇宙の大きさはその半径がざっと150億光年となります。

p235  現在の「見える宇宙」は全宇宙のほんの1部です。

p266  私たちの太陽は白色矮星となって死んでいくことがわかっています。太陽は後50 億年ほどで死に至ります。

♯38  われわれの宇宙に終わりはあるか 

p169  天文学者たちは宇宙の起源を把握したと思っている一方で、宇宙の結末については未だ確信がもてずにいる。

p122 今日、宇宙論においてもっとも切迫したテーマの一つはこの年齢問題を解決することだ。

♯37  何が宇宙をつくっているか 

p11  宇宙の運命は?:もし宇宙に十分な物質が含まれていないと、膨張は永久に続くだろう。 しかし十分多くの物質があれば、その重力によっていつか膨張は止まり、宇宙は収縮に転じると考えられる。”ビッククランチ”の後、宇宙は新たなビックバンへとリバウンドし、膨張と収縮を永遠に繰り返すかもしれない。

♯36 クォークとジャガー    

p171 太陽系も、銀河系も、銀河系が属する銀河団も膨張していない。しかし、銀河団 どうしは互いに遠ざかりつつあり、それによって宇宙が膨張していることがわかる。

p247 物質は、その下のレベルの基本的な物質によって構成されるという過程が永遠に 続いている、とする説がある。

p250 超ひも理論は、天体観測によって立証できる宇宙論に重要な意味を持っているかもしれない。

p253 「ひも」は、この理論が粒子を点ではなく小さなループによって記述しているこ とを示している。それぞれのループの典型的な大きさは、長さの基本単位とほぼ同じで、1センチの10億かける1兆かける1兆分の1くらいである。

p262 いろいろな宇宙をすべて集めたものを表すのに、たとえば「マルチバース」と言う言葉を使うのである。私たちがおなじみの宇宙は、そのメンバーの一つと言うことになる。

p263 もしマルチバースのなかの泡として、無数の宇宙が存在しているとすると、それらの集合は超ひも理論の異なる解で特徴づけられるだろう。

♯35 宇宙はこうして発見された 

p3 星空をながめるだけで形成されてきた宇宙観と、宇宙の神秘を解き明かすことによってでてくる宇宙観、人生観は全く異なったものになるだろう。

♯34 ブラックホールと時空の歪み 

p7 ブラックホールとは、あまりにも重すぎ、ぎっしり詰まっているために、その重力場に妨げられて、物質粒子や光が太陽のような星から抜け出すような具合にはそこから抜け出すことができなくなっているような天体である。

p21 人間が考え出したあらゆる観念の中で、もっとも幻想的なのはたぶん、ブラックホールであろう。

♯33 宇宙の正体       

p134 天文学者による、140億年ないし160億年という最古の球状星団の年齢の見積もりは、星の内部での核融合と、年を経てその融合がどう変化するかとについて、コンピュータで計算したモデルによって得られたものである。

p147  宇宙がいずれは収縮することを期待するとすれば、宇宙には全く観測されない、未知の形の物質我々が確認している通常の物質が持っている質量よりも何倍も大きな質量を持つと仮定しなければならない。、

p182 天の川銀河の中での星の動きは、この銀河がそこにある3000億ほどの星で説明できる質量より遙かに大きな質量を持っていることを示している。この結論はどこからでてくるかと言えば、重力についての知識と、星が動く早さを丹念に測定することからである。

p186 銀河が円盤に含まれている質量よりもずっと大きい質量を、円盤の外に持ってないと、何回か回転すれば円盤はひずみ、ねじれてしまい、整った、平らな姿は見せなくなるのだ。

p186 重力の見えざる手が、天の川銀河の星の運動に作用して、銀河の質量の優勢な部分を占める見えない質量が膨大にあることを明らかにしたのだ。ダ−クマタ−は光を出さないだけでなく、天文学者が調べる−そして今までのところ、大気圏外の軌道を周回する望遠鏡を使って、ほとんどすべてを調べることができる。いかなる振動数の電磁波も出さない。

p210 天文学者は銀河形成の課程をうまくモデル化するためにはニュ−トリノとは別の種類のダークマターを必要としているからだ。

♯32 ハッブル望遠鏡が見た宇宙

piii 宇宙は私たちが考えているよりも奇妙なだけではない。私たちが考えることができるよりももっと奇妙である。

p2 夜空は、ところどころに天体が描かれた薄く透明な紙が、時の流れに従って、何百枚、何千枚、何万枚と重なっているようなもの

p162  もし、宇宙のどこか別の場所にいるひとに手紙を書くとしたら、差出人住所はつぎのようになるだろう。   「大宇宙、おとめ座超銀河団、局所銀河群、天の川銀河、オリオン腕、太陽系、地球、 日本、・・・・   

 

♯31 重力レンズでさぐる宇宙             

p4 「重力レンズ」とは、光が曲がることによって生じる宇宙の蜃気楼−幻なのである。

p5 星や銀河という重力をもった天体が光を曲げて、レンズと同じような役割を果たすのです。

p6 1979年に始めて重力レンズ効果を受けた天体(重力レンズ天体)であるQSO0957+561が発見されて以来、現在ではこうゆう天体は約60個ほど見つかっており、近年は観測技術の進歩もあっれ、毎年5〜6個のペースで重力レンズ天体が見つかっています。

♯30宇宙創世記

p11 観測される宇宙には100億個の銀河が、そして10の78乗個の原子あることになります。たぶんこれが宇宙で意味のある最も大きな数字です。

p34 宇宙膨張は空間の膨脹であり、宇宙を横切る物体の運動を意味しているものではありません、この概念はハッブル自身がどうしても受け入れられなかったものです。

♯24宇宙創世をさぐる

p49 電子やニュートリノのように弱い相互作用に関与する素粒子をひっくるめてレプトンと呼びます。

p125 宇宙は時間の流れの中につくられたのではなく、時間とともにつくられたものです。

♯23ニュ−トリノで探る宇宙

p3超新星の輝きは新たな星の誕生ではなく、星の一生の最後に起こす大爆発だったのである。超新星爆発は宇宙の歴史の中で重要な地位を占める。それは炭素や酸素、さらに重い元素を宇宙空間に供給する役割を果たしているからである。

p121もし、このような短時間の特徴的ニュ−トリノ・バーストが観測されたら、重力崩壊でブラックホールが形成された可能性が非常に高い。ニュートリノ観測でブラックホールの証拠を始めて手にすることができるかもしれない。

♯21宇宙の膨脹

p64 われわれはかなり前からすでに、銀河系は「弦」、「紐」、「鎖」とも言ってよいのだが、それに沿って分布しているように見えることを知っていた。そして銀河の集団は本質的に問題の鎖の交差するところに位置することに気づいた。しかし3年前に行われたデータの解析は、その分布が全く一様でないことを示した。その大部分は直径3000万光年の壮大な「泡」、その中は完全に空ではないにしてもほとんど空である泡の膜の上に配置されたことを知っている。  

♯20  宇宙をあやつるダークマター

p88 しかし現在の私たちはクォ−クが何でつくたれているか知りません。コォ−ク以前の状態を調べる方策はないのです。

p101 つまり、銀河または銀河団は、宇宙の始めに何らかの原因で生じていた密度分布の「ゆらぎ」がタネになり、そのデコの部分が重力不安定によって成長した結果生まれた、と考えられている。  

♯18 宇宙はかたりつくされたか? 

p9 ビックバン説は、四つの観測事実にもとづいている。 第一は銀河がたがいに高速で離れ去っていることである。このことは1929年に発見され、宇宙の膨張とそれが爆発によって誕生したことの証拠と解釈されている。 第二は、銀河の離れる速さから見積もった宇宙の年齢と、ウラン鉱の放射能から測った地球の年齢が近似的に一致することである。 第三に、熱く若い宇宙の必然的な遺物として存在を予言され、1965年に発見された、宇宙空間から降りそそぐ電波である。 第四に宇宙の全体的な元素組成−ほぼ25パーセントがヘリームで、75パーセントが水素である。これは宇宙の幼年時代の原子生成過程によって説明できる。 

p10 暗黒物質(ダークマター)と呼ばれる、この見えない物質は重力効果によって検出できるが、その正体はまだ完全に未知である。

♯16 宇宙の質問箱 

p156  私達の宇宙は膨張しています。そしてその速さは私達からの距離に比例していることがわかっています。するとあるところから先は宇宙の膨張の速さが光の速さよりはやくなってしまいます。すると、こうゆうところからでた光はいつまでたっても私たちにとどきません。これを宇宙の地平線と呼んでいます。私たちから見たときにはこの宇宙の地平線が宇宙の果てと言うことになります。

♯13 ブラックホール 宇宙

p14 宇宙はどこからどのようにして生まれたか。最新の宇宙論はこの疑問に対して宇宙は”無”から生まれたと考えている。この{無からの宇宙創生論」はアレキサンダー・ビレンキンによって提出された。ビレンキンは”無”とは時間、空間、物質、エネルギーのない状態と定義した。

p208 ダークマターの候補としては質量をもったニュートリノ、超対称性粒子、モノポール、クォーク塊などが考えられている。ダークマターの発見は、地上の加速器の及ばない高エネルギー物理の検証につながる。

 

♯10 宇宙はわれわれの 宇宙だけではなかった        

p11 私が宇宙に興味を持ったのは、皆さんもそうだと思いますが、宇宙に「果て」があるかどうかと考えたのがスタートです。

p20 宇宙という言葉は、中国の漢時代の書物「准南子」に「四方上下これを宇といい、往古来近これを宙という」と書いてあります。空間的広がりと時間的広がりを合わせたのが宇宙というわけです。

p22 では、ブラックホールのような極限に近い重力源があったらどうでしょうか。そんなところでは空間は極限まで曲げられてしまい、また、そこでは時間の進み方は極限まで遅くなり凍結されてしまうことがわかています。

p24  アインシュタインが登場するまでは、時間と空間は絶対的なものであり、まわりからなんの影響を受けないとされていた。

p52  ビレンケンが、宇宙の始まりに適用した「量子論」の法則とは「トンネル効果」と呼ばれるものです。時間も物質もエネルギーも何もない状態があったとすると、宇宙はそこから 「トンネル効果」によって瞬間的にポロリと生まれたというのです、ある大きさを持った「閉じた宇宙」がうまれた。

p54  なにしろ、ここで議論されている宇宙のサイズは10のマイナス33乗(10の33乗分の1)センチメートルというのですからミクロもいいところです。そんなミクロの世界では「トンネル効果」が頻繁に起こっても不思議ではないというのです。

p59  こうして、まず「トンネル効果」によって「無」からたくさんの「親宇宙(マザー・ユニバース)」が生まれ、次に相移転によって「親宇宙(マザー・ユニバース)」から「子宇宙(チャイルド・ユニバース)が生まれ、さらに孫宇宙・曾孫宇宙 … と続いて、宇宙は際限なく生まれることがわかてきました。そしてそうした無数の宇宙の中の一つが成長進化しわれわれの宇宙となったというのが、宇宙の「始まり」の問題についての現段階の結論です。

p63 「親宇宙(マザー・ユニバース)」は10のマイナス34乗センチメートル(プラン クサイズ)」程度の閉じた宇宙。創生と同時に内部エネルギー(真空のエネルギー)によってインフレーション(急膨張)を起こし、何十桁、何百桁も引き伸ばされてマクロな宇宙になった。その最中、宇宙の中ではアチコチで相移転が起こり、お湯が沸騰したときのようなポコポコした状態の中から「子宇宙(チャイルド・ユニバース)が誕生した。 この相移転のプロセスの中でエネルギーは一挙に解放され。そして相移転後の宇宙は解放されたエネルギーで満たされ「火の玉」となった。この瞬間が「相対論的宇 宙論」でいうところの「ビックバン」です。

p64  しかし、進化した宇宙は、遠い将来、収縮に転じ、やがて「無」の中に消滅してしまうと思われる。宇宙はこのように常に生成と消滅を繰り返していくのです。そしてわれわれの時空を越えたところでも、無限個の宇宙がやはり生成と消滅を繰り返していると思われる。

p145  宇宙のごく初期、温度が10の15乗ギガ電子ボルト(10の28乗度k)のころX粒子という粒子が光と同じようにつくられたと予言します。X粒子は宇宙の温度が下がっていくとどんどん壊れていくわけですが、そのとき、10億個に対して1個の割合で、物質より反物質の方が余計に壊れるということが起こった。 つまりこの粒子が壊れてしまった後の宇宙には、クォークが10億個と1個、反クォークが10億個存在するという、ほんのわずかな差が生じてしまうのです。そして宇宙の温度がどんどん下がっていく中で、10億個のクォークと10億個の反クォークは対消滅して光となってしまうわけです。(物質と反物質は衝突すると対 消滅して光になってしまう性質がある。)ところが、わずか1個だけ余ったクォークは消滅する相手がいないのでそのまま残ることになった。そのクォークが固まって陽子や中性子をつくり、それがわれわれの宇宙の物質をつくた。だから、われわれのの宇宙には反物質は存在しないと言うシナリオです。 実際現在の宇宙で陽子や中性子などの物質粒子の数と光の粒子の数を比べると、ちゃんと物質粒子1に対して光の粒子10億程度となている。

p197 このように真空は決してただのからぽの空間ではなく、物質と反物質が非常に速 い速度で生まれたり消えたりしている状態と考えられるのです。

p198 といっても、これはプランク長さ(10のマイナス34乗センチメートル)のよ うな小さな出来事。そんな極小の世界では、ミニミニ・ブラックホールやミニミニ・ワームホールが瞬間的に生成と消滅を繰り返しているという話です。その生成と消滅の速さはプランク時間という極小の時間(10のマイナス44乗秒)。つまり、こんな短い時間で空間を見れば、時空の幾何学もゆらいでいると「量子論」ではいうことができるわけです。

p222 [力の統一理論」では「4つの力」を完全に統一する「究極理論」をつくり上げ ることが最終的な目標となってわけですが、そうした理論の中で現在は「超ひもの理論(スーパーストリングス)もっとも可能性があるのではないかと考えられています。  これは時間と空間はわれわれが知っているような1次元の時間と3次元の空間ではなく、1次元の時間と10次元の空間であると考えることから出発します。つまり11次元の時空こそが本来の世界である。その時空はひも状になっており、畳み込まれているので、われわれの世界は見かけ上1次元の時間と3次元の空間になっていると考えられる。 p229 宇宙はわれわれの宇宙だけではないし、知的生物はわれわれだけでない。これがいま、我々が共有することになった新しい宇宙観ということができます。

♯8 宇宙のはてを見る 

p23 たとえば300万光年離れている2つの天体は、お互いから見て毎秒50キロメートルあまりの速度で遠ざかている。これを逆向きにもどすと、約180億年前には、その2つ天体はくっついていたことになる。すべての天体に対して同じことが起こるのであるから、すべての天体は一点にあつまていたことがわかる。宇宙はそのときから始まったのである。

P24 現在の有力な理論が示す宇宙の始まりは、無の世界である。 落語の大家さんが苦しまぎれに言ったことと同じになった。

P55 インフレ−ションの起こり始める直前の宇宙の大きさは10のマイナス24乗センチであった。それ以前の宇宙の膨張はゆっくりしたもであったから、その時代の宇宙では光速での情報が全体に伝えられたのである。

♯6 X線で見た宇宙 

p2 地球上では私達の手で発生させなければならないX線は、幸いなことに宇宙では発生しやすい放射線だった。このため、ほとんどの天体をX線で探ることができるし,光や電波でも探ることができなかった新しい天体をみつけることができる。

♯5  宇宙の果てに何があるか 

p183 古い天文学者達は、天文学の王道はすたれた、天文学者もいまや電気屋に成り下 がった と嘆いた。

p188 宇宙論のための観測と言えば、まず電波望遠鏡がリードし、その後を光学望遠 鏡が追いかけるという逆転の様相を呈する。

p224 ニュートン的な問い方とは、粒子とその運動ですべての現象を決定させようと言うことである。粒子が極限まで小さくなると、それは極微の世界で現在では素粒子論となる。 極大の世界が宇宙論であることは言うまでもない。

p242 宇宙の果てを考えることは、自分自身を考え、自分がよって立つところの、もの の見方、考え方を問い直す作業につながることは明らかである。

♯3 ブラック・ホール 

p170 今日存在する世界は、どこからどのように生じたのだろうか。この現在の宇宙は 別の宇宙が縮潰し、回転ブラック・ホールとなりその中心からあぶくのごとく発生したと憶測することもできる。   

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