宇宙に「終わり」はあるのか 最新宇宙論が描く、誕生から「10の100乗年」後まで ブルーバックス

吉田伸夫(著者)

• 販売会社／発売会社: 講談社
• 発売年月日: 2017/02/01
• JAN: 9784065020067

商品レビュー

2024/06/26

138億年前の宇宙の始まりから「10の100乗年」後にやってくるかもしれない終焉までを最新科学に基づいて見渡す壮大な科学読物。「宇宙の始まり」を中心とした宇宙論の本は何冊か読んだことはありますが、「終焉」を記した本は初めて。なんと言っても1無量大数(10の68乗)という数詞を超えた世界に魅力を感じました。
著者の吉田伸夫さんの専攻は量子論。宇宙の一生の後半以降は天体の歴史よりも物質の歴史となり、量子論から宇宙の終焉を描きます。

宇宙の一生を概観すると
数百億年後、銀河は老化(星形成率の減少)
1兆年後、長寿命の恒星の死
100兆年後、宇宙の第2の暗黒時代(第1の暗黒時代はビッグバンから100万年後の最初の星の誕生時に終了)
10の20乗年後、ブラックホールが銀河を飲み込む
10の40乗年後、物質の消滅。陽子や中性子は宇宙空間から完全に姿を消し、電子、陽電子、ニュートリノ、光子が薄く漂うだけとなる
10の100乗年後、宇宙の終焉。最も大質量のブラックホールがホーキング放射により消滅。新たな構造の形成が失われる。

本書は難解な数式は登場しませんが、後半以降はフェルミオン素粒子、W粒子、反クォーク、反粒子、ホーキング放射等の難解な概念が説明されていて、かなり歯応えのある本です。
それでも、宇宙論の基本的なポイントを見直すことができました。

-ビッグバンは、巨大な爆発などではない。異常な高温状態にある一様な空間が整然と膨張を始めたものである。整然とした膨張だからこそ、その後に続く宇宙の進化が可能になったのである。

-E=mc2という式についていろいろな説明がなされるが、ここでは、「ある領域に閉じ込められた内部エネルギーは、外から見ると、その領域の質量として観測される」と言っておこう。

-素粒子、複合粒子、原子核、原子、分子の「物質の構成図」

-温度が4000度以上で電子が自由に動き回っているときには、光は電子に散乱されてまっすぐには進めない（電子の2000倍近く重い陽子は光の振動に追随できないため、影響は小さい）。ところが、宇宙空間が膨張して温度が下がり、電子と陽子が結合して電気的に中性な水素原子に変化し始めると、光はしだいに散乱されにくくなる。宇宙暦338万年頃、温度が3000度付近まで低下すると、宇宙空間はほぼ透明になって、光はまっすぐ進むようになる。

-最も重要な知見は、背景放射が、全天のどの方位でも絶対温度2・73度の熱放射とほぼ完全に一致する点だろう。

-暗黒物質は、まず複雑に絡み合ったフィラメント状に凝集し、フィラメントが交差する地点に、特に密度の高いハローが形成される。こうしてできた太陽質量の10万倍から100万倍の暗黒物質ハローが、恒星や銀河などの種”となる。

-本書で扱ってきた宇宙史は、かなり信憑性の高い理論に基づいてはいるものの、確実というわけではない。これ以外の可能性を主張する研究者も少なくない。現代宇宙論における最大の謎は、暗黒エネルギーの正体である。

本書が扱うテーマは難解ですが、壮大なテーマであり、好奇心を刺激するという点では、ブルーバックスの中でも最強の1冊です。巻末にある「宇宙を統べる法」を読んでから、本書を読むことをおすすめします。

2023/07/22

星の誕生から消滅、そして物質への理解を含めてから宇宙論全体を論じる構成により、非現実的かつ天文学的な範囲の仮説が現実味を帯びて理解できる1冊でした。

2022/10/31

前書きで「2ページで語る宇宙全史」、付録で年表と概観しやすい構成。

宇宙の終焉（ビッグバンから10の100乗年後、ビッグウィンパー）の時間スケールから見れば、138億年前のビッグバンは「ついさっきのこと」

以下、宇宙暦（ビッグバン以後の時間経過）を基準に
10分後、100万年まで、10億年まで、138億年まで（現在）、数百億年まで、1兆年まで、…10の100乗年以降と段階別に解説

■4章　宇宙歴10億年まで

近年の研究によると、第1世代の恒星は種族IとIIのいずれとも異なる性質を示し、種族IIIと呼ぶべきものべあることがわかってきた。種族IIの古い恒星にも微量ながらヘリウムより重い元素が含まれているが、最初の恒星が誕生する前に重い元素を合成するメカニズムは存在しないので、種族IIIの恒星には、重い元素は全く含まれない。この組成の違いによって、種族IIIの一生は、種族IやIIとはかなり異なったものになる。93