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Channel: アンディマンのコスモロジー (宇宙論)
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天体宇宙物理学への扉を開く

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出典:フリー百科事典「ウィキペディア」より引用
宇宙の年表 その1
 宇宙の年表は、宇宙で起きた出来事の年表であり、ビッグバン理論を中心に他の科学理論も交えてまとめたものである。
宇宙の歴史、宇宙の展開、宇宙の進化などとも表現されるものである。
観測によれば、宇宙はおよそ138億年前に誕生した。それ以来宇宙は3つの段階を経過してきている。未だに解明の進んでいない最初期宇宙は今日地上にある加速器で生じさせられるよりも高エネルギーの素粒子からなる高温の状態であり、またほんの一瞬であったとされている。そのためこの段階の基礎的特徴はインフレーション理論などにおいて分析されているが、大部分は推測からなりたっている。
次の段階は初期宇宙と呼ばれ、高エネルギー物理学により解明されてきている。これによれば、はじめに陽子、電子、中性子そして原子核、原子が生成された。中性水素の生成にともない、宇宙マイクロ波背景が放射された。
そのような段階を経て、最初の恒星とクエーサー、銀河、銀河団、超銀河団は形成された。
宇宙の終焉については、さまざまな理論がある。
・最初期宇宙
最初期の宇宙に関係する概念はいきおい推論がちになる。現在のところこの時代に新たなる知見をもたらすのに十分な規模の加速器による実験は行われていない。多くのシナリオ案は根本の部分に意見のあわない部分がある。例えば
ハートル=ホーキングの境界条件(Hartle-Hawking state)
弦風景(en:String theory landscape)
ブレーンインフレーション
弦ガス宇宙論(String gas cosmology)
エキピロティック宇宙論(Ekpyrotic)
など。補完し合う理論もあるがそうではない理論もある。
・プランク時代
宇宙誕生から10-43秒(プランク時間)後まで
超対称性が存在するなら、この時期に4つの基本相互作用電磁相互作用、弱い相互作用、強い相互作用、重力相互作用は、分離しておらず統一の相互作用(統一場理論)である。この時代についてわかっていることは少ないが、シナリオによりいくつかの理論が提示されている。このような状況では量子効果のために一般相対性理論は破綻すると推測されている。超弦理論、ループ量子重力理論といった量子重力理論が確立すれば、この時代の理解が進むと期待する物理学者もいる。
・大統一時代
イメージ 1
スイス・ジュネーブ郊外にフランスとの国境をまたいで設置されている大型ハドロン衝突型加速器は、大統一理論についての知見をもたらす可能性が指摘されている
宇宙誕生から10^-43から10^-36秒後
プランク時代から宇宙の膨張と冷却がはじまり、重力相互作用とゲージ理論で示される基本相互作用は分離する。この時代の物理法則は大統一理論で記述される。大統一時代は電弱相互作用と強い相互作用に分離することにより終了する。この終了はインフレーションと同時期である。いくつかの理論は大統一時代に磁気単極子が生成されるとしている。
-インフレーション時代
宇宙誕生から10^-36から10^-32秒後
宇宙のインフレーションが生じた温度そして時間についてはよくわかっていない。インフレーションの間宇宙は閉じた宇宙であり、一様・等方に急速に拡大する段階に突入する。光子のエネルギーはクォークとハイペロンとなるが、それらの粒子はすぐに崩壊する。あるシナリオによれば、宇宙のインフレーションに先立ち宇宙は冷たく空虚となっていた。
-電弱時代
宇宙誕生から10^-36から10^-12秒後
この時代の宇宙の温度は1028ケルビンと冷たく、強い相互作用と電弱相互作用(ワインバーグ=サラム理論)は分離している。この電弱時代は、インフレーションにより粒子が引き離されたことも、関連していると考えられている。粒子の相互作用は活発であり、ウィークボソン(WホゾンとZボソン)、ヒッグス粒子といった大量のエキゾチック粒子が生成される。
-再加熱
再加熱時代ではインフレーションの間に生じていた指数関数的な膨張は止まり、インフラトン場の潜在エネルギーは熱く、相対的にクォークグルーオンプラズマな粒子に変換される。大統一理論が正しければ宇宙のインフレーションは大統一理論の破綻の最中あるいは後に生じるか、さもなければ磁気単極子が確認できるはずである。この時代では、宇宙はクォーク、電子、ニュートリノが支配し、放射優勢である。
-バリオン生成
この宇宙において、反物質よりバリオンの方が多い理由には不明な部分が多い。この理由を説明するには、インフレーションの後にサハロフ状況が満たされなければいけない。既知の物理学と研究中である大統一理論はヒントになるが、やはり多くは不明である。
 

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