1 宇宙は何からできてくるか ? 理学部 物理 森川雅博 宇宙を満たす未知のエネルギー：暗黒エネル ギー 局在する見えない未知の物質：暗黒物質 銀河・星・ガス 何からできているか … 2006/7/25.

Presentation on theme: "1 宇宙は何からできてくるか ? 理学部 物理 森川雅博 宇宙を満たす未知のエネルギー：暗黒エネル ギー 局在する見えない未知の物質：暗黒物質 銀河・星・ガス 何からできているか … 2006/7/25."— Presentation transcript:

1 1 宇宙は何からできてくるか ? 理学部 物理 森川雅博 宇宙を満たす未知のエネルギー：暗黒エネル ギー 局在する見えない未知の物質：暗黒物質 銀河・星・ガス 何からできているか … 2006/7/25

2 2 プランク点 原子核・クォーク 宇宙 エネルギー密度と天体のスケール de Vaucouleurs-Ikeuchi 図 ( 量子論 ) ( 一般相対論 ) 密度 スケール （ cm ） 銀河 銀河団 ★ Stars ★ WD ★N★N 原子 分子 生命 惑星 因果限界 ハイゼンベルグ不確定性限界 Λ

3 3 clusters Λ 暗黒エネルギー７３％ 暗黒物質２３％ ★暗黒物質・暗黒エネルギーは何か ? ★それらはどう関連している ? なぜ現在ほぼ等量か ? ⇒それらは 同一の物？ ヒント ★宇宙の骨格を作るのは、重力＋ 量子力学 であった ⇒ DE= 量子凝縮体！ 宇宙論の問題と解決の糸口

4 4 量子凝縮体（ボーズアインシュタイン）とは BEC ：充分低温で原子が マクロにそろった状態 ⇒ DE Bose ガス：熱的に励起し、 ばらばらな状態 ⇒ DM ◆ 宇宙は充分低温か ? そう！もし ボソン質量が 20eV より軽け れば

5 5 ボーズアインシュタイン凝縮（ BEC ）の宇宙モデル エネルギー → 宇宙膨張 ゆっくりと凝縮が進む 凝縮体の運動 BEC は不安定 BEC は不安定になり崩壊する → 銀河サイズに局在 → 巨大ブラックホールを 作る → 銀河にブラックホール 付随 崩壊のタイミング：対数周期！ 宇宙は最後に加速膨張する → インフレーション機構 … これからの帰結 時間 密度 DE DM

6 6 BEC 宇宙論からの推測 BEC に限らず一般に 相転移 が構造を作る！ 秩序 無秩序 例えば： 水蒸気の凝縮 温度低下による結晶化 磁石になる

7 7 density scale （ cm ） ミクロ量子論から マクロ古典論への相転移 自発的対称性の破れの観測論 量子揺らぎの古典化相転移 一般化された有効作用の方法 広がったガスから 自己重力系への相転移 自己重力系の非ボルツマン統計力学 暗黒物質・エネルギー ボーズアインシュタイン相転移宇宙論 様々な相転移が宇宙の構造を作っていく

8 8 宇宙は何からできてくるか … 相転移を通して秩序構造が出現する → 時間発展の２元論（周期的＆突発的）を示唆する → 普遍か ? 周期的（可逆）突発的（不可逆） 物理一般 時間変化 （ニュートン、 Maxwell 等） 相転移 （一般有効作用） 量子論 ユニタリ発展 （シュレディンガー方程 式） 量子測定 ( 対称性の自発的破れ ) 宇宙物理 連続変化 （アインシュタイン方程 式） 構造形成 （ボーズ E 凝縮＆崩 壊） 地球磁場 定常磁場 （ダイナモ理論 ? ） 磁場の反転 （ ? ） 生物 世代交代の連続 (DNA 継承 ) 突然変異・絶滅 (?) 数学 正則領域 ( 解析的接続 ) 特異点 （ ? ）