小松左京イベン ト at Girasole in Osaka 早わかり？ 最新宇宙論 福江 純＠大阪教育大学

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 2 お話しの流れとまとめ 宇宙のかたち １ ビッグバン ２ インフレーション ３ 加速膨張 < 宇宙年齢は 137 億歳で 空間構造は平坦で 永遠に膨張し続ける > 宇宙のなかみ ４ ダークマターとダークエネルギー

宇宙 紀元前 2 世紀（前漢時代） 『淮南子（えなんじ）』（斉俗篇）に曰く： 往古来今謂之宙、天地四方上下謂之宇 “ 天地四方上下これを宇といい、往古来今これを宙という。 ” 宇宙＝（宇＝空間）＋（宙＝時間） 世界＝（世＝時間）＋（界＝空間） 宇宙＝世界＝時空

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 4 宇宙 紀元前 2 世紀（前漢時代） 『淮南子（えなんじ）』（斉俗篇）に曰 く： 往古来今謂之宙、天地四方上下謂之宇 “ 天地四方上下これを宇といい、往古来今これを宙とい う。 ” 宇宙＝（宇＝空間）＋（宙＝時間） 世界＝（世＝時間）＋（界＝空間） 宇宙＝世界＝時空

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 5 宇宙膨張の概要 1. 無からはじまる （虚時間の無境界条 件） 2. インフレーション的膨 張 （真空の相転移） 3. ビッグバン減速膨張 （物質の重力のため） 4. ふたたび加速膨張 （ダークエネルギー）

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 6 アインシュタイン方程式  一般相対論は、物質やエ ネルギーが存在する曲 がった時空の幾何学で、 物質やエネルギーに満ち た宇宙そのものを表現で きる理論。  左辺：【時空の形 状】＝ 右 辺：（定数） × 【物質エネルギー分 布】  物質・エネルギーは時空 の曲がりに沿って運動し、 時空の曲がり方は物質・ エネルギーの分布で決ま る。

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 7 ビッグバン膨張宇宙  「ビッグバン」：火の玉 宇宙 理論モデル  1922 年 フリードマン解  1927 年 ルメートル解  1948 年 火の玉宇宙 観測的実証  1929 年 ハッブルの法則  1965 年 3K 宇宙背景放 射  ヘリウム元素組成比

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 8 ビッグバン膨張宇宙 ハッブルの法則  ハッブルの法則： 1929 年 E. ハッブ ル  遠方の銀河は後退運 動している  遠いほど後退速度が 大きい  これらの性質は方向 によらない

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 9 ビッグバン膨張宇宙 3K 宇宙背景放射  3K 宇宙背景放射： 1965 年 ペンジア スとウィルソン  宇宙全体からくるマ イクロ波放射  絶対温度で 3K の熱放 射  方向によらない

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 10 ビッグバン膨張宇宙 3K 宇宙背景放射  COBE 衛星（ 1989 年）  WMAP 衛星（ 2001 年）  宇宙年齢＝ 137 億年  ハッブル定数＝ 72km/s/Mpc

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 11 インフレーション宇宙  「インフレーショ ン」： 宇宙開闢 （かいびゃく）直後 の急激な膨張 ビッグバンの問題  「地平線問題」  「平坦性問題」 観測的実証  WMAP 衛星

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 12 インフレーション宇宙 3K 宇宙背景放 射  COBE 衛星（ 1989 年）  WMAP 衛星（ 2001 年）  宇宙年齢＝ 137 億年  ハッブル定数＝ 72km/s/Mpc

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 13 宇宙の加速膨張  「加速膨張」： 46 億年ぐらい前に、 宇宙は減速膨張から 加速膨張に転じた 宇宙の行く末 観測的実証  超新星探査プロジェ クト

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 14 加速膨張 超新星宇宙論プロジェ クト  超新星宇宙論プロジェクト

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 15 宇宙年齢は 137 億歳で 空間構造は平坦で 永遠に膨張し続ける

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 16 宇宙の内訳  マター（物質） 27 ％ 内訳： 通常物質 4 ％ 暗黒物質 23 ％  エネルギー 73 ％ 内訳： 暗黒エネルギー 73 ％

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 17 人類はまだ宇宙の全内容物の たった 4 ％ほどしか知らない

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 18 自然界の４つの力

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 19 力の統一  統一場理論  特殊相対性理論＋量 子論＝「量子電気力 学」  電磁力＋弱い力＝ 「量子電弱力学」  強い力＝「量子色力 学」  量子力学＋重力場＝ 量子重力理論？

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 20 超弦理論  ひも理論（弦理論）  超対称性 SUSY

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 21 ダークマター  「ダークマター」  通常の物質（バリオ ン物質）ではないが、 それでも、物質は物 質  宇宙の全内容物の 23 ％ほど ダークマターの候補  MACHO (Massive Compact Halo Objects) 褐色矮星、白色矮星、中性 子星、ブラックホール  WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) アクシオン、ニュートリノ、 ニュートラリーノ（フォ チーノ、ウィーノ、ジー ノ）

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 22 ダークエネルギー  「ダークエネル ギー」  物質ではないある種 のエネルギーで、し かも負の圧力をもつ 奇妙なエネルギー  数学的には宇宙項と 同じで、エネルギー として再解釈したも の  宇宙の全内容物の 73 ％ほど ダークエネルギーの候 補  真空エネルギー  クィンテッセンス （第 5 元素）  余剰次元からの流れ 込み  ファントム物質（超 斥力物質）

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 23 ブレーンワールド  「ブレーンワール ド」： われわれの 認識する４次元時空 は、より高次の次元 の一部であり、高次 元空間における４次 元時空は３次元空間 における２次元の膜 のようなものだとい う考え。

2007 年 3 月 31 カフェレスト ラン Girasole in Osaka 24 one more period いろいろな多次元  数学における４次元、多次元  SF における超空間、亜空間  SF における並行宇宙（パラレルワール ド）  相対論におけるミンコフスキー４次元時 空  量子的選択で分岐する多世界解釈  局所インフレーションによる無量宇宙  超ひも理論の要求する 10 次元高次元宇宙

The End Thank You Audiences Jun Fukue