宇宙のはじまりの一秒の話 [自然]
「素粒子が解き明かす 宇宙の始まり」
（BSコズミックフロント）
受信料喜んで払います*\(^o^)/*
ヒッグス粒子が話題になったけど、素粒子と宇宙ってどうつながってるの？そんな疑問をたったの1時間でわかった気にさせてくれたのがこの番組。
最小単位の素粒子を解析することで、とてつもなく広大な宇宙の始まりがわかってくる。未来を象徴しているかのような宇宙を観測することで、宇宙の起源が探れる。
このコントラストがたまりません！
マサチューセッツ工科大学のマックス・テグマーク教授解説?尊敬です。観ながらのメモで、流し打ちですが…。覚書がてらアップしてみます。（著作権ってどうなってるのかな…）
ーーーーー
137億年前ビックバンで素粒子が産まれた。その状態を再現する研究が進んでいる。
CERN「加速器の高いエネルギーによって誕生直後の1/100億秒後の状態を人工的に作り出せます。小さい素粒子が無限に大きい宇宙のことを教えてくれるのです。」
陽子を光のスピードで衝突させてCERNは山の手線に匹敵する27kmの加速器を開発。そして何としても探したいのがヒッグス粒子だった。
◆そもそも素粒子って？◆
80年前、湯川秀樹が貢献。当時、最小単位は中性子、陽子、電子の三種類と考えられていた。がおかしい。中性子と陽子をつなぐ何かがあると考えた。1934年ある考えにたどり着く。
「中間子が陽子と中性子を繋いでいるのでは？」
［追記］
（BSコズミックフロント）
受信料喜んで払います*\(^o^)/*
ヒッグス粒子が話題になったけど、素粒子と宇宙ってどうつながってるの？そんな疑問をたったの1時間でわかった気にさせてくれたのがこの番組。
最小単位の素粒子を解析することで、とてつもなく広大な宇宙の始まりがわかってくる。未来を象徴しているかのような宇宙を観測することで、宇宙の起源が探れる。
このコントラストがたまりません！
マサチューセッツ工科大学のマックス・テグマーク教授解説?尊敬です。観ながらのメモで、流し打ちですが…。覚書がてらアップしてみます。（著作権ってどうなってるのかな…）
ーーーーー
137億年前ビックバンで素粒子が産まれた。その状態を再現する研究が進んでいる。
CERN「加速器の高いエネルギーによって誕生直後の1/100億秒後の状態を人工的に作り出せます。小さい素粒子が無限に大きい宇宙のことを教えてくれるのです。」
陽子を光のスピードで衝突させてCERNは山の手線に匹敵する27kmの加速器を開発。そして何としても探したいのがヒッグス粒子だった。
◆そもそも素粒子って？◆
80年前、湯川秀樹が貢献。当時、最小単位は中性子、陽子、電子の三種類と考えられていた。がおかしい。中性子と陽子をつなぐ何かがあると考えた。1934年ある考えにたどり着く。
「中間子が陽子と中性子を繋いでいるのでは？」
物理学者達は「素粒子が力を伝えてる。」とした。しかし、素粒子が発見されたら、中間子の仲間が100もある。そこで一から考えることに…で、物理学者達は「クォークが分割できないもの」と考え、益川俊英は6種類あるはずと予言。中間子はクォークの仲間が二個集まったものだった。湯川の言う力を伝えるアイディアも受け継がれ、その一つがグルーオン。これはクォークをつなぎとめる力をもっている。
素粒子の種類も17種類あるとされ次々発見され…あと一つがヒッグス粒子。
もし、ヒッグス粒子が存在しなかったら？ 全ての物質がバラバラに光と同じ状態で飛び回ることに。質量がない光と同様、質量を与えるヒッグス粒子がなかったら素粒子は光と同じように飛び回ってしまう。
そして、2011年7月発見！
ついに17種類が揃った。
素粒子は最小単位であるだけでなく、力や質量までも作り出している。
ヒッグス粒子って？ CERNでは、紐のようなカタチで表現している。まとわりつくと動きにくくなる。それが質量を与えているということ。
◆素粒子の話ばかりだけど、宇宙の話は？◆
素粒子と宇宙を結びつけた人が天才ジョージガモフ。20世紀はじめまでアインシュタインさえも永遠に変わらないとしていた。
しかし、1929年その常識が根本から覆る！天文台が、宇宙が膨張していることを発見。
そして、1986年、ガモフはビックバン理論を考え、宇宙は火の玉から始まったとした。逆転の発想で過去に遡れば圧縮されていたということ。どんな物質も圧縮されると熱くなる。空気だって…。だとすると宇宙のはじめは100億度、素粒子となってバラバラに存在していた！と考えた。
CERNの加速器の衝突温度は数千兆度で火の玉よりさらに前の温度に匹敵する。誕生直後の状態を作り出せる。そうして宇宙の火の玉の中でなにが起きたかわかってきた。100億度の火の玉の時、電子等はバラバラだった。
1/一万分秒後のときには一兆度。グルーオンが働かないので更に素粒子だけのバラバラに。そして、誕生の1/100億分秒後、一千兆度の時にはヒッグス粒子の力が及ばず素粒子が光のようなスピードで飛び回る。
ビックバンはすごい！
宇宙はりんごぐらいの火の玉。物質も全部入っていた。素粒子に分解するとりんごの中に詰め込める。信じられる？
◆ビックバンの証拠は？◆
望遠アンテナが50年前に作られた。その発見は偶然。観測すると不思議な現象が…電波観測をしていたら、どこにアンテナを向けても同じノイズがある。なぜ？？アンテナについた鳩のフンのせい？？？だけど、罠で追い出してもノイズがある。
ノイズではなく宇宙から飛んできていた。これこそビックバンの証拠！でもこれはガモフは予言していた。遥か彼方にあるため光が届くのに時間がかかる。137億前のビックバンの名残りが届いているはずだと。光が届く迄時間がかかるので、遠くの星を見ることはタイムマシンで星を状態を観測しているよう。
でも、ビックバンそのものの光は見えない。光子は電子にぶつかって直進できない。だから光は観測できない。3000度まで下がったとき電子が原子に取り込まれてようやく光子が直進して宇宙は光で溢れた。38万年前の光が届いている。星の背景から放射されてるので、宇宙背景放射と呼ばれている。この光をノイズとして観測していた！ガモフの予言から17年。ガモフは見事に言い当ていてていた。（ウィルソン教授の発見）
でも、それが何処からきたのかはまだわかってない。ビックバンの前は？
◆ 宇宙誕生の一秒前は？◆
誕生の謎に迫ったのが佐藤勝彦さん。インフレーション理論を発表して注目を集めた。彼はなぜ宇宙は膨張している？から考えた。
湯川に憧れて京大に。益川俊英に相談したら、ワインバーグの論文、真空のエネルギーがあるという論文を勧められた。
万有引力だけでは宇宙が収縮してしまう。だから空間を広げようとする力が存在するのでは？真空のエネルギー拡がるほど、エネルギーが増えるという特徴を持っている。不思議でしょうが。
佐藤さんは宇宙は真空のエネルギーで満たされていたと考えた。真空のエネルギーによって行われた小さな宇宙のバイバイゲームは凄まじい。例えると自分の身体を24回繰り返すと地球の大きさに！でも、それがどうして宇宙に？
その時に役に立ったのが［Ｅ＝mc^2］お互い変換出来ることを表している。つまりエネルギーさえあれば、物質になると考えられる。
1秒の10^-44乗後のこと、宇宙は素粒子にも満たない大きさ、内部は真空のエネルギーだけ。これがバイバイゲームを光以上のスピードで繰り返す。これがインフレーション理論。100回繰り返したとき火の玉に変身して一気に物質に変わります。その時は素粒子に役割もなく光のようなスピードで飛び回っていた。素粒子にヒッグス粒子が働いてゆっくり動いて役割を持つように。そして、一秒までの間に素粒子がグルーオンのチカラで陽子、中性子、電子が揃った。
そして、宇宙は膨張を続けて今の宇宙の姿になった。
◆奇跡の繋がり◆
宇宙背景放射をwMAPで精密に観測すると、その強さに温度の差があることを発見。ムラがあったからこそ密度にムラが生じて重力が働きガスが集まった。※ 進化を決めたDNAのようなものだ。これは宇宙の始まりから受け継がれたもの。素粒子にも満たない大きさだったころも、エネルギーのムラがあった。このムラが38万年かかってどうなるか名古屋大がシュミレーションしたところ背景放射の分布のムラに受け継がれたと結論づけられた。137億前これが成長しムラに重力が働いて現在の宇宙になった。
現在の大規模な宇宙背景放射のムラは素粒子が持っていたムラによって引き起こされていた。
◆宇宙誕生の理論◆
では、宇宙のタネはどこから？
ゼロから始まったとイレンキン博士。無から始まったと提案。タネはゼロでもかまわないと考えられた。数学的に宇宙は無から始まれると考えられる。たねは壁をすり抜けるように存在した。壁はエネルギーの差と考えられる。壁のすり抜けは電子や素粒子でも観測できる。宇宙は無からだから宇宙は無数に存在するとイレンキンさんは考えている。
シャンパンの泡と考えた。ひとつひとつが宇宙。ひとつとして同じものではない。その一つの地球に私たちは暮らしている。
現在、宇宙背景放射を最新の探査機で15倍の精度で観測した結果を現在解析中。インフレーション理論が証明されようとしている。
結果は2013年に発表される！
誕生の一秒間に何が起こったのかわかるようになった。これからも私達は宇宙を謎に挑戦していく…私達が存在する限り。
お終い
ーーーーー
※ムラは話題の（暗黒物質）によって作られたと村山斉さん。話は宇宙の拡がりの如く尽きません…。
こんな大きなスケールの話を1時間にまとめてしまう知力に圧倒されました。しかもそれが、137億年前の一秒にも満たない時間の話。
素粒子と宇宙、大きさの対比だけでなく、時間軸のコントラストもたまりません！
もし、ヒッグス粒子が存在しなかったら？ 全ての物質がバラバラに光と同じ状態で飛び回ることに。質量がない光と同様、質量を与えるヒッグス粒子がなかったら素粒子は光と同じように飛び回ってしまう。
そして、2011年7月発見！
ついに17種類が揃った。
素粒子は最小単位であるだけでなく、力や質量までも作り出している。
ヒッグス粒子って？ CERNでは、紐のようなカタチで表現している。まとわりつくと動きにくくなる。それが質量を与えているということ。
◆素粒子の話ばかりだけど、宇宙の話は？◆
素粒子と宇宙を結びつけた人が天才ジョージガモフ。20世紀はじめまでアインシュタインさえも永遠に変わらないとしていた。
しかし、1929年その常識が根本から覆る！天文台が、宇宙が膨張していることを発見。
そして、1986年、ガモフはビックバン理論を考え、宇宙は火の玉から始まったとした。逆転の発想で過去に遡れば圧縮されていたということ。どんな物質も圧縮されると熱くなる。空気だって…。だとすると宇宙のはじめは100億度、素粒子となってバラバラに存在していた！と考えた。
CERNの加速器の衝突温度は数千兆度で火の玉よりさらに前の温度に匹敵する。誕生直後の状態を作り出せる。そうして宇宙の火の玉の中でなにが起きたかわかってきた。100億度の火の玉の時、電子等はバラバラだった。
1/一万分秒後のときには一兆度。グルーオンが働かないので更に素粒子だけのバラバラに。そして、誕生の1/100億分秒後、一千兆度の時にはヒッグス粒子の力が及ばず素粒子が光のようなスピードで飛び回る。
ビックバンはすごい！
宇宙はりんごぐらいの火の玉。物質も全部入っていた。素粒子に分解するとりんごの中に詰め込める。信じられる？
◆ビックバンの証拠は？◆
望遠アンテナが50年前に作られた。その発見は偶然。観測すると不思議な現象が…電波観測をしていたら、どこにアンテナを向けても同じノイズがある。なぜ？？アンテナについた鳩のフンのせい？？？だけど、罠で追い出してもノイズがある。
ノイズではなく宇宙から飛んできていた。これこそビックバンの証拠！でもこれはガモフは予言していた。遥か彼方にあるため光が届くのに時間がかかる。137億前のビックバンの名残りが届いているはずだと。光が届く迄時間がかかるので、遠くの星を見ることはタイムマシンで星を状態を観測しているよう。
でも、ビックバンそのものの光は見えない。光子は電子にぶつかって直進できない。だから光は観測できない。3000度まで下がったとき電子が原子に取り込まれてようやく光子が直進して宇宙は光で溢れた。38万年前の光が届いている。星の背景から放射されてるので、宇宙背景放射と呼ばれている。この光をノイズとして観測していた！ガモフの予言から17年。ガモフは見事に言い当ていてていた。（ウィルソン教授の発見）
でも、それが何処からきたのかはまだわかってない。ビックバンの前は？
◆ 宇宙誕生の一秒前は？◆
誕生の謎に迫ったのが佐藤勝彦さん。インフレーション理論を発表して注目を集めた。彼はなぜ宇宙は膨張している？から考えた。
湯川に憧れて京大に。益川俊英に相談したら、ワインバーグの論文、真空のエネルギーがあるという論文を勧められた。
万有引力だけでは宇宙が収縮してしまう。だから空間を広げようとする力が存在するのでは？真空のエネルギー拡がるほど、エネルギーが増えるという特徴を持っている。不思議でしょうが。
佐藤さんは宇宙は真空のエネルギーで満たされていたと考えた。真空のエネルギーによって行われた小さな宇宙のバイバイゲームは凄まじい。例えると自分の身体を24回繰り返すと地球の大きさに！でも、それがどうして宇宙に？
その時に役に立ったのが［Ｅ＝mc^2］お互い変換出来ることを表している。つまりエネルギーさえあれば、物質になると考えられる。
1秒の10^-44乗後のこと、宇宙は素粒子にも満たない大きさ、内部は真空のエネルギーだけ。これがバイバイゲームを光以上のスピードで繰り返す。これがインフレーション理論。100回繰り返したとき火の玉に変身して一気に物質に変わります。その時は素粒子に役割もなく光のようなスピードで飛び回っていた。素粒子にヒッグス粒子が働いてゆっくり動いて役割を持つように。そして、一秒までの間に素粒子がグルーオンのチカラで陽子、中性子、電子が揃った。
そして、宇宙は膨張を続けて今の宇宙の姿になった。
◆奇跡の繋がり◆
宇宙背景放射をwMAPで精密に観測すると、その強さに温度の差があることを発見。ムラがあったからこそ密度にムラが生じて重力が働きガスが集まった。※ 進化を決めたDNAのようなものだ。これは宇宙の始まりから受け継がれたもの。素粒子にも満たない大きさだったころも、エネルギーのムラがあった。このムラが38万年かかってどうなるか名古屋大がシュミレーションしたところ背景放射の分布のムラに受け継がれたと結論づけられた。137億前これが成長しムラに重力が働いて現在の宇宙になった。
現在の大規模な宇宙背景放射のムラは素粒子が持っていたムラによって引き起こされていた。
◆宇宙誕生の理論◆
では、宇宙のタネはどこから？
ゼロから始まったとイレンキン博士。無から始まったと提案。タネはゼロでもかまわないと考えられた。数学的に宇宙は無から始まれると考えられる。たねは壁をすり抜けるように存在した。壁はエネルギーの差と考えられる。壁のすり抜けは電子や素粒子でも観測できる。宇宙は無からだから宇宙は無数に存在するとイレンキンさんは考えている。
シャンパンの泡と考えた。ひとつひとつが宇宙。ひとつとして同じものではない。その一つの地球に私たちは暮らしている。
現在、宇宙背景放射を最新の探査機で15倍の精度で観測した結果を現在解析中。インフレーション理論が証明されようとしている。
結果は2013年に発表される！
誕生の一秒間に何が起こったのかわかるようになった。これからも私達は宇宙を謎に挑戦していく…私達が存在する限り。
お終い
ーーーーー
※ムラは話題の（暗黒物質）によって作られたと村山斉さん。話は宇宙の拡がりの如く尽きません…。
こんな大きなスケールの話を1時間にまとめてしまう知力に圧倒されました。しかもそれが、137億年前の一秒にも満たない時間の話。
素粒子と宇宙、大きさの対比だけでなく、時間軸のコントラストもたまりません！
ざっくり整理すると…
ゼロ
↓
真空のエネルギーが膨張
↓
膨張したエネルギーが一気に物質に（ビックバン）
ビックバン以降、膨張しながら温度が冷めていく過程で次々と素粒子が働いて行きます。
↓
素粒子や光子が飛び回る。
↓
素粒子の一種、質量を与えるヒッグス粒子が働いて、素粒子が役割を持つ。
↓
素粒子の一種、物質を構成するクォークが中性子や陽子を作る。
↓
素粒子の一種、力を伝達するグルーオンが働いて、中性子、陽子にチカラを伝達して原子を構成する。
って流れで大丈夫かな。
［追記２］この大きなスケールの話に触れて「地上の幸福は相対的なもの。生きることに付加価値は必要なんだろうかという疑問」やら「宗教ではない方法でも起源を知ることで生きている意味に迫れる陶酔」やら正反対でバラバラした想いが湧いてきました。こんなバラバラした想いもいつか膨張して冷えて、ちゃんと何かを構成していってくれればいいなぁ。
2013-01-24 07:04
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あ～！難しい！(^_^;
でも、宇宙には、興味津々なの。(^_-)-☆
「宇宙のすべての存在は、波動エネルギーによって成立している。
なぜならば、すべての物質は振動体である各種素粒子というより素粒波から成立している。」こう、教えてもらいました。(*^_^*)
そう考えると、動物も植物も、すべて、波動エネルギーを持っていて互いに影響しあっているんでしょうね。
五感もそうなんでしょうけど、不思議ですよねぇ・・・。
「心」も、素粒子からできてるってことかなぁ。
あ～！難しい！（笑）
by あゆさこ (2013-01-24 22:20)
あゆさこさん(^O^)／よかった！お好きでしたか？
素粒子は振動してる…エレガントなひも理論かしら。
気なんてものもやっぱり関係ありそうですよね。、電子レンジを使うと振動が継続するから避けた方がなんて話もあるし、見えない波動も色々ありそう。心ってなんでしょね。共時性の不可解さに加えて、もともと、命が産まれる理由も運命も「魂が望む」からなんて話もあるから、宇宙の生誕に意思やら想念も影響してないとも言えないだろし。howどうやって？の物理学がwayなぜ？の世界も拡げているみたいでまた難しいSFの世界に没入できそうですよね。
by あゆこ (2013-01-24 23:14)
久しぶりに頭を使った気分です。勉強になりました。
話それますけど、宇宙人はきっと存在するね。
by りあむ (2013-01-25 20:58)
やっぱり、宇宙の話は面白いですね(^^)
それにしても、こんな難しい話をブログでまとめるなんて、すごい！！
脱帽です。
by HanageDarake (2013-01-25 21:26)
りあむさん(*^^*)
頭、使いますよね！でも、強いられてる感じにならないのも宇宙の不思議かしら。宇宙人はいそうです‼ この宇宙にはいなくても、次元の異なる宇宙にはいて…。存続できるひとつの地球を巡って戦いを…あ、これは少年マンガ『ぼくらの』の設定だったf^_^;
by あゆこ (2013-01-26 08:23)
Hanageさん*\(^o^)/*
宇宙の話は本当に面白いですよね。いえいえ、この番組がすごいのです！その実、映像で目一杯なので手元にある本が読めていません。 読むと寝てしまって。暗黒物質の重力のおかげで銀河が回る？グー(-_-)zzz ご紹介の佐藤さんの本なら大丈夫かしら、と思いつつ映像授業に走りそうです、
by あゆこ (2013-01-26 08:40)
同じファンがいたのでうれしい！
by kazenotomo (2013-02-13 15:05)
Kazenotomo様（≧∇≦）もファンでしたか？
私も嬉しいです。すごい世界ですよね！難しいからこそ自分の解釈が進むとまたにやにやしてしまいます。
by あゆこ (2013-02-17 07:54)
私は一応生物学がベースで物理はわからないながらも、ずいぶん昔、
稲作が本業の義父が「最近は素粒子の理論と言うのはどうなっているのか」と話題をふってきたので、「大統一理論と言うのがあって４つの力を統一しようとしているから、後は磁気単極子というのが見つかれば理論完成でおしまい」と知っている範囲で適当な話をしていましたら「それは知ってる理論と違うな」とそのとき初めて超弦理論の話を聞かされました当時は世界は９次元でした。
と、このどうでもいい思い出話の裏を取るべくＷｉｋｉｐｅｄｉａを見ていたらＭ理論は世界を１１次元としているようで、完全なる数１６まではあともう少しかなと思う次第です。１１って、少し半端すぎるし。でも素数だからいいのかな。
そういえば、ペンローズって生きてるんですね。なんだまだ８０くらいか。
by 春分 (2013-02-18 20:32)
春分さん！やっぱり博識ですね〜わかる、わからないという基準は人によって違うもので。物理はわからないながらもと仰りながらも大統一理論の概論が頭に入っていて叔父様も超弦理論を語られるという環境ですか。楽しそうで素晴らしい☆！当方、難しくなると寝てしまうのは学生時代からでして、わかった気になる範囲に留まってます(°_°)難しい！ペンローズという方も知らなくて…数学者ペレルマンなら…って（ペ）が同じだけでした(°_°) 独自の理論を持ってる方なのですね。コメントでまた世界が拡がって面白いです。
完全なる数16まで次元の開拓（笑）気が遠くなりそう！。11次元も数学的に確認されてるんでしたっけ。6次元は折りたたまれてるとか目が丸くなります。とりあえず、春分さんがWikipediaを調べて現在の素粒子事情を調べるきっかけになってよかった（^人^）
by あゆこ (2013-02-20 00:09)