こだわりアカデミー

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本対談記事は、アットホーム(株)が全国の加盟不動産会社に向け発行している機関紙「at home time」に毎号掲載の同名コーナーの中から抜粋して公開しています。宇宙科学から遺伝子学、生物学、哲学、心理学、歴史学、文学、果ては環境問題 etc.まで、さまざまな学術分野の第一人者が語る最先端トピックや研究裏話あれこれ・・・。お忙しい毎日とは思いますが、たまにはお仕事・勉学を離れ、この「こだわりアカデミー」にお立ち寄り下さい。インタビュアーはアットホーム社長・松村文衞。1990年から毎月1回のペースでインタビューを続けています。
聞き手:アットホーム株式会社 代表取締役 松村文衞
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人間をも生み出した宇宙。 その創成の謎に、「インフレーション理論」で迫る!

宇宙創生を解明する「インフレーション理論」

東京大学大学院理学系教授 ビッグバン宇宙国際研究センター長

佐藤 勝彦 氏

さとう かつひこ

佐藤 勝彦

1945年香川県生れ。67年京都大学理学部卒業。73年同大学大学院理学研究科博士課程修了。理学博士。京都大学助手を経て、79年−80年には、デンマーク・ニールス・ボーア研究所客員教授を務める。82年東京大学助教授、90年教授に。また95年、文部省が世界に誇る研究機関をつくることを目的とした「卓越した拠点形成プログラム」の一プロジェクトとして、同大学に初期宇宙研究センターが設立され、そのセンター長として活躍。その後、同プロジェクトが5年間の期限付きのため、その引き継ぎ研究機関として、99年にビッグバン宇宙国際研究センターが開設され、同時にセンター長に就任。89年に井上学術賞、90年には仁科記念賞を受賞。主な著書に『宇宙はわれわれの宇宙だけではなかった』(91年、同文書院)など多数。

2000年9月号掲載


宇宙も人間も「無」から生れた!?

──しかし、まだ謎が残ります。インフレーションが起きるもとの宇宙というのは、何なのですか。

佐藤 理解しづらいと思いますが、実は最初の宇宙は無から生れたと考えられています。

──無は、物質も何もない状態−−どうしてそこから何かが生れてくるのでしょう。

佐藤 おっしゃる通りで、常識的には無というと何もない状態ですが、物理学的には「ゆらぎ」のある状態のことをいいます。詳しくいうと、物理的に可能な限りエネルギーを抜いた状態のことをいいます。実はエネルギーを抜くだけ抜ききっても、振動、いわゆる「ゆらぎ」が残るのです。この「ゆらぎ」は、素粒子の生成と消滅が繰り返されることにより起きていて、物理的には消すことができません。いい換えれば、無と有の間をゆらいでいる状態ということです。その状態から「トンネル効果(※1)」で、突然パッと宇宙が生れたと考えられています。これはビレンケンという学者が唱えた説で、無からの創成論は未だ完成しておらず、これからの研究が期待される分野です。

──その「最初の宇宙」から火の玉になるまでの急膨張が、インフレーションなのですね。

佐藤 そうです。この生れたての宇宙は、真空のエネルギーを持っており、このエネルギーは急膨張する性質があります。急激に宇宙が大きくなるということは、それだけ密度が低くなり、温度が急冷することになります。その時、水が氷点以下になっても一時的に凍らず、水のまま持ちこたえる現象、いわゆる過冷却と同じ状態に陥ります。その間、膨大なエネルギーが潜熱(※2)として蓄えられます。水でしたら凍る時にその潜熱が吐き出されるわけですが、インフレーションでは真空の相転移(※3)によって莫大な熱エネルギーが解放され、ごくわずかだった宇宙が直径1cm以上もの火の玉宇宙になったのです。

──無の「ゆらぎ」が宇宙の出発点だったとしたら、今あるようなさまざまな物質、さらに私達人間は、いつ、どうやってできたのでしょう。

佐藤 では、物質ができる過程を簡単に説明します。

すべての物質は、インフレーション時代につくられた莫大なエネルギーがもととなっています。ビッグバン以後、宇宙の膨張とともに素粒子ができ、それが陽子や中性子に、さらに原子へと、物質生成が進んでいきました。その間、それらの粒子が、光を通さないくらい非常に濃密な状態で宇宙をヤミクモに飛び回っていました。それが、しかるべきところに落ち着き、宇宙の見通しが良くなったのです。これを「宇宙の晴れ上がり」と呼び、だいたい宇宙創成後、30万年頃のことと考えられています。そして星ができ、銀河や銀河団が形成され、私達人間などの生物がつくられていったのです。

現在の宇宙は創成からだいたい140億年経っているとされていますが、未だに膨張し続けています。

※1トンネル効果:極めて薄いエネルギーの壁を、それより低いエネルギーを持った粒子が通り抜けてしまう現象。半導体はこの原理を利用してつくられている。(戻る)

※2潜熱:物質が液化したり凍結したりする時に、その物質の状態の変化により解放される熱エネルギー。(戻る)

※3相転移:固体、液体、気体のように物質の質的に異なった状態を相(固体相あるいは固相)といい、物質状態の移り変りを相転移という。(戻る)


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