ビッグバンセオリー物語：第１話 ビッグバン――宇宙には「始まり」があったのか

「ビッグバンセオリー物語」のご紹介

私たちの身の回りには、
「どうして物は落ちるのか」
「時間は本当に一定なのか」
「宇宙には見えない物質があるのか」
「猫は生きているのか、死んでいるのか」
「そもそも、この世界は何からできているのか」
そんな不思議が、いたるところに隠れています。
『ビングバンセオリー物語』は、難しい科学を難しいまま並べるのではなく、ひとつの謎を、一話かけてゆっくり追いかける科学物語です。
宇宙の始まりから、ブラックホール、相対性理論、量子力学、素粒子、ひも理論、暗黒物質、核融合、超伝導、ロボット、脳、DNAまで。
最初は「そんなことが本当にあるの？」と思うような話も、知っていくと、そこには驚くほど美しい法則が見えてきます。笑うための科学ではありません。けれど、科学そのものが、十分に驚くほど面白い。
この物語では、毎回ひとつの科学を主役にします。
さあ、私たちの知らない世界を、一話ずつ見に行きましょう。
まず　第1部　宇宙はどこから来たのか（全８話）の始まりです。

全体の構成

第1部　宇宙はどこから来たのか　― 1～8話 ―
第2部　量子の世界　― 9～16話 ―
第3部　世界をつくる粒子　― 17～23話 ―
第4部　時間と空間の謎　― 24～32話 ―
第5部　科学者はどうやって宇宙を見るのか　― 33～40話 ―
第6部　数式は世界をどう記述するのか　― 41～47話 ―
第7部　人間もまた科学の対象だった　― 48～52話 ―

第1部　宇宙はどこから来たのか

第1話　ビッグバン ― 宇宙には始まりがあったのか
第2話　宇宙は膨張している ― 遠ざかる銀河
第3話　宇宙背景放射 ― 138億年前の光を見る
第4話　 宇宙のインフレーション
第5話　宇宙最初の元素――水素とヘリウムはどう生まれたのか
第6話　最初の星――暗黒の宇宙に初めて灯った光
第7話　ダークマター ― 見えないのに、宇宙を動かすもの
第8話　アクシオン――まだ見つかっていない粒子を追う

第1話 ビッグバン――宇宙には「始まり」があったのか

夜空を見上げると、そこには無数の星があります。
でも、その星も、銀河も、地球も、私たち自身も、最初から存在していたわけではありません。では、宇宙はどのようにして始まったのでしょうか。
「ビッグバン」という言葉は、多くの人が一度は聞いたことがあるでしょう。けれども、ビッグバンとは、宇宙のどこか一点で起こった巨大な爆発なのでしょうか。実は、そうではありません。
今夜は、宇宙のいちばん遠い過去まで、時間を巻き戻してみましょう。

宇宙は、いつ始まったのでしょうか。
現在の宇宙論では、宇宙はおよそ138億年前、非常に高温で密度の高い状態から膨張してきたと考えられています。これが、私たちが「ビッグバン」と呼んでいる宇宙の歴史です。

しかし、ここで最初の誤解を解いておきましょう。
ビッグバンは、宇宙空間のどこかで起こった「爆発」ではありません。
爆弾が爆発して、破片が周囲へ飛び散るような出来事ではないのです。
むしろ、空間そのものが時間とともに広がってきたと考えるほうが近いでしょう。

銀河を見ていると、私たちから遠ざかっているものがたくさんあります。そして、遠い銀河ほど、より大きな速度で遠ざかっていることが観測されています。これは、宇宙空間そのものが膨張していることを示す重要な証拠です。

では、その膨張を逆向きにしてみましょう。
現在、互いに遠く離れている銀河を、少しずつ近づけていきます。
何十億年もさかのぼります。さらにさかのぼります。
すると、宇宙は現在よりずっと小さく、熱く、密度の高い状態になります。
さらに時間を戻すと、原子さえ存在できないほどの高温の世界になります。

そこでは、光と素粒子が激しく飛び交っていました。
そして、ここから先が科学の大きな謎です。
私たちは、宇宙が非常に熱く密集した状態から膨張してきたことを、さまざまな観測によって確かめています。

しかし、「その最初の瞬間に何が起こったのか」については、まだ完全には分かっていません。たとえば、宇宙のごく初期に急激な膨張が起こったとする「インフレーション」という考えがあります。しかし、その原因が何だったのか、そもそもその前に何があったのかは、現在も研究されています。

そして、もう一つ驚くべきものがあります。私たちは、ビッグバンそのものを見ることはできません。ところが、宇宙誕生から約38万年後に放たれ、それから宇宙を旅し続けてきた光なら、現在でも見ることができます。
それが宇宙マイクロ波背景放射です。

これは、いわば宇宙の「赤ちゃんの写真」。宇宙がまだ若かったころの姿が、電波として空全体に残されているのです。そこには、ほんのわずかな温度のむらがあります。その小さなむらが、やがて重力によって成長し、星や銀河へとつながっていったと考えられています。つまり私たちは、夜空を見るだけではありません。宇宙背景放射を観測すれば、宇宙の幼いころの姿を見ているのです。

138億年という途方もない時間。その歴史の途中に、星が生まれ、銀河が生まれ、太陽系が生まれ、地球が生まれました。そして、その地球で私たちが空を見上げ、「宇宙は、どこから来たのだろう」と考えています。

不思議なのは、宇宙が存在していることだけではありません。
宇宙が自分自身の始まりを、私たちに少しずつ語り始めていることです。
ビッグバンは、終わった昔話ではありません。
今も私たちの頭上には、その痕跡が残っています。
そして次に私たちが追う謎は、その宇宙が始まったあと、
「なぜ、宇宙は今も広がり続けているのか」という問題です。
宇宙は、いったいどこへ向かって膨張しているのでしょうか。
次は、その答えを探すため、「宇宙膨張」の世界へ進みます。

次回予告　

第１部　第2話　「宇宙は膨張している――遠ざかる銀河」

宇宙は膨張しています。では、銀河は宇宙の中を飛び去っているのでしょうか。それとも、銀河と銀河の間にある「空間」そのものが広がっているのでしょうか。そして、ある銀河が遠くにあるほど速く遠ざかって見えるのはなぜなのか。次回は、20世紀の天文学を大きく変えた「宇宙膨張」の発見を追いかけます。私たちは、動いている銀河を見ているのでしょうか。それとも、広がっている宇宙そのものを見ているのでしょうか。

次の話はこちら

※「ビッグバンセオリー物語」は全５２話予定です。
構成　
第1部　宇宙はどこから来たのか
第2部　量子の世界
第3部　世界をつくる粒子
第4部　時間と空間の謎
第5部　科学者はどうやって宇宙を見るのか
第6部　数式は世界をどう記述するのか
第7部　人間もまた科学の対象だった
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
こう爺ワールドのご紹介
監督：こう爺
お話とプロンプト：ChatGPT
画像と動画：Flow (Nano Banana 2)
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊