ビッグバンについて

質問

物理学には素人ですが、興味がある者です。
よく宇宙は今でも膨張していると言われており、その始まりはビッグバンだと言われています。その理由は「膨張している以上、時間をさかのぼれば宇宙はある一点に集約される」ということだと思います。
ただこれはあまりにも単純な発想に思えて仕方ないのです。時間をさかのぼれば宇宙はどんどん小さくなっていくのは分かりますが、なんでそれがそのまま順調に小さくなっていって、極限の点にまで小さくなるのでしょうか。またそんな小さな一点からビッグバンが起こって、それが１３８億年経った今でも膨張を続けるようなエネルギーがあったとも思えません。それに広大な宇宙に浮かぶ無数の星々が、なんで極端に小さい一点から発生したのでしょうか。それらが持つ物質のすべてがその小さな一点の中に含まれていたということも信じられません。
なんかビッグバンとは、宇宙の起源が分からないから体よく作られた理屈のようにしか思えないのです。私たちは宇宙の始まりも分からなければ、果てがあるのかも分からず、無限に膨張するのか収縮に転じるのかも、何も分からない状態だと思います。分からないなら「分からない」ということを現実とすべきで、無理矢理なにかの理屈を付ける方が間違っていると思います。それも物理学者や天文学者の意地というか、沽券に関わってるのでしょうか。
ビッグバンが確実にあった証拠を素人でも分かるような説明を読んでみたいです。アドバイスをよろしくお願いします。

回答No.6

濡れ猫のミコ（@nurenekonomiko）

d) ビッグバンは、相対性理論に基づいていると思いますが、テスラは相対性理論を否定していました。
テスラのほうが正しいなら、ビッグバン理論も相対性理論と一緒に、将来捨てられる運命かもしれません。

回答No.5

濡れ猫のミコ（@nurenekonomiko）

a) ビッグバンは、一つの仮説であって、唯一の説明とは限りません。

b) 例えが悪いかもしれませんが、現代は唯物論が主流であり、臨死体験のような唯物論では説明できない現象が多発しても、主流派は臨死体験を無視し続けて，できるだけ長く自分たちの唯物論を守ろうとするでしょう。霊魂の存在を認めても、科学理論を拡張すれば矛盾は無いかもしれないのにです。霊魂の研究を試みた科学者もいるのです。エジソン、テスラらです。

c) という訳で、ビッグバン理論も、拡張可能かもしれず、今のビッグバン理論は特殊な条件下の理論かもしれないのです。

回答No.4

Nakay702

興味あるテーマの提起をありがとうございます。
＞物理学には素人ですが、興味がある者です。
⇒rpg9さんと同じです。ただ、私は物理学より天文学の方に傾きがちです。

＞よく宇宙は今でも膨張していると言われており、その始まりはビッグバンだと言われています。その理由は「膨張している以上、時間をさかのぼれば宇宙はある一点に集約される」ということだと思います。ただこれはあまりにも単純な発想に思えて仕方ないのです。時間をさかのぼれば宇宙はどんどん小さくなっていくのは分かりますが、なんでそれがそのまま順調に小さくなっていって、極限の点にまで小さくなるのでしょうか。
⇒かつて全米スーパーコンピューター応用センター所長のラリー・スマーによるビッグバン・シミュレーション報告がありました。：（１）ビッグバンの瞬間から10⁻³⁶秒後、温度は百兆度の百兆倍。大きさ１cm³。クオークと反クオークとが衝突すると二個のフォトンができ、二個のフォトン同士が衝突するとクオークと反クオークの対ができる。（２）10⁻³⁴秒後、温度は十兆度の百兆倍。もはやフォトン同士が衝突してもクオークは生まれない。クオークと反クオークとの衝突によってフォトンは生まれ続けるが、クオークが反クオークよりも多いので、クオークが残り、物質の元になる。（３）10⁻⁵秒後、温度は一兆度。クオークから陽子や中性子ができる。（４）三分後。温度は十億度。陽子や中性子が合体して水素やヘリウムの原子核ができる。
…と言っています。いずれも、現在の宇宙膨張などの状況から逆算しているわけですが、それでは（１）の前はどうだったのでしょう。ラリー・スマー氏は、その「極限の点」は10⁻²³cm³の大きさだったと言います！…「は？」…どの程度信憑性があるものやら、怪しいです。まして、現代天文学は、ビッグバンによる宇宙開闢直後の、いわゆるプランクタイム（ビッグバンの10⁻⁴⁰秒後）以前は分からないと言っています。

＞またそんな小さな一点からビッグバンが起こって、それが１３８億年経った今でも膨張を続けるようなエネルギーがあったとも思えません。
⇒そうですね。そもそもビッグバン直前のインフレーション理論（東大の佐藤勝彦教授らの説）からして、わけが分かりません。何かの位相差によって針の先ほどの大きさが億光年の大きさに膨らんだと言うのですから、例えば、物性論の観点からどう説明づけられるのでしょうか。実に不思議です。訝しい限りです。

＞それに広大な宇宙に浮かぶ無数の星々が、なんで極端に小さい一点から発生したのでしょうか。それらが持つ物質のすべてがその小さな一点の中に含まれていたということも信じられません。
⇒これもまったく合点がいかないのですが、超高エネルギーを秘めた真空中の量子ゆらぎが、際限なく対生成・対消滅や物質の元となるクォークを生み出すのだ、と言います。

＞なんかビッグバンとは、宇宙の起源が分からないから体よく作られた理屈のようにしか思えないのです。私たちは宇宙の始まりも分からなければ、果てがあるのかも分からず、無限に膨張するのか収縮に転じるのかも、何も分からない状態だと思います。
⇒確かに、理屈のようにも見えますが、学者によれば、例えばビッグバン理論は、extrapolation（外挿法）的研究の「ひとつの」帰結であって、凝り固まっているわけではない。それどころか、もっと説得力のある理論を常に模索している、と天文学者は言います。

＞分からないなら「分からない」ということを現実とすべきで、無理矢理なにかの理屈を付ける方が間違っていると思います。それも物理学者や天文学者の意地というか、沽券に関わってるのでしょうか。ビッグバンが確実にあった証拠を素人でも分かるような説明を読んでみたいです。
⇒彼らはまたこうも言います。我々は、ほとんどすべて「分からない」ものを扱うのです。分からないものを「分からない」とだけ言っていては、研究は進みません。ですから、我々の所説はすべて仮説の提起です。観測などでそれが確かめられたときにはじめて理論になりますが、間違いだと証明されたときはいつでもその仮説を訂正する用意はできています。なぜなら、「過ちて改めざる、これを過ちという」を基軸に据えた上での仮説だからです、と。

回答No.3

eroero4649

＞ビッグバンが確実にあった証拠を素人でも分かるような説明

すごーく乱暴にいうと、200億光年先の星が発見されていないことがビッグバンがあったと思われる証拠のひとつとされています。
色々計算するとビッグバンは約138億年前に起きたとされています。そして今の段階で、140億光年先の星とかは見つかっていないのです。もしビッグバンがなかったとしたら、150億光年先の星が見つかってもいいはずですがそれが見当たらないということは、今のところビッグバンは正しいだろうといわれています。

また「ドップラー効果」というのを聞いたことがあると思います。近づいてくる救急車のサイレンは高く聞こえ、遠ざかる救急車のサイレンは低く聞こえますよね。同じことが光でも起きて、それを「赤方偏移」といいます。赤方偏移を起こしている星が確認されているので、その星は地球から見て遠ざかっているということになります。
もし宇宙が静止していたら赤方偏移はないはずですから、それも「宇宙は膨張している」という証拠のひとつになっています。

ただ、超最近に135億光年先の銀河と思われる光が発見されたんですね。135億光年先ってことは、135億年前の光です。つまりビッグバンが起きてからほんの数億年後にできたと思われる銀河です。
現在の宇宙理論では、ビッグバンが起きてからわずか数億年では銀河はまだ誕生できないはずです。けれど、ビッグバンからわずか数億年で銀河が誕生していたと思われる証拠が出てきてしまったので、今世界中の天文学者が頭を抱える事態となっています。
「どうやら我々の宇宙理論は間違ってるっぽい」ということだけは分かりました。

＞それが１３８億年経った今でも膨張を続けるようなエネルギーがあったとも思えません

これね、確かに「もし宇宙が膨張しているなら抵抗があるはずだから、どんどんエネルギーが抵抗に奪われて気の遠くなるような時間の先だったとしても、いつか膨張のエネルギーが止まるはずだ」となります。しかし実際はエネルギーは減ることなく光速で宇宙は膨張しているとなっています。
これについてディスカバリーチャンネルに出ていた天文学者は「理屈ではそうなんだけど、色々複雑な計算をすると、光速で膨張し続けるのは正しいことになる」といってました。

そしてその天文学者はこんなことをいってました。
「犬に二次関数を理解することは（犬の知能では）できない。それと同じように、ヒトの知能では宇宙の理論を理解することはできない」
ってね。

なお、私が一番「ちょっとなにいってっかよく分かんない」と思うのが「重力の存在は証明されていない」です。物理学的にも数学的にも、重力は証明されていないそうです。だからイカレてる物理学者は「重力は存在せず、我々が重力だと思っているのは錯覚に過ぎない」と指摘します。
ちょっとなにいってっかよく分かんないです。

回答No.2

jack-a3

素人向けの解説本がたくさん出版されてます。大きな書店なりネットなりで調べて何冊か購入して読んでみるのがよいかと思います。

ビッグバン理論がなお「体よく作られた理論」と感じるのは当然です。
「宇宙が膨張し続けている」という観測結果をもとに、では宇宙の始まりはどうなっていたか、そして何が起こって現在の宇宙になっているのかを説明しようとしているのですから。
で、大切なのはあくまでこれは「仮説」であるということです。
「ここが分からないけど、こういう存在を仮定するとこうなる」というように分かってる部分と分からない部分を明確にした上で、そこから論理的に導かれる結果と観測結果が矛盾しない、というだけです。

科学的に正しいとされるには、現実世界で起こる現象が提示された理論で矛盾なく説明できることに加えて、その再現ができることが求められます。
いまのところ、ビックバン理論はビックバンが発生した直後に何が起こったのかということについて現在の宇宙の観測結果を矛盾なく説明できており、前者についてはある程度評価を得ている状況ですが、後者についてはまったく目途が立っていない。
またその理論の中にも「ダークマター」や「ダークエネルギー」などその正体が不明なモノの存在を含んでおり、完全に解明できているとは言い難い状況です。過去にはこの理論に反対し別の理論を提唱する科学者もいました。ただ今のところビックバン理論以上に宇宙の成り立ちや現在の観測結果をうまく説明できる理論がない、というだけ。

もちろん、今後新たな発見や、もっと詳細にあるいは正確に説明できる理論が提示される可能性は当然ありますし、そういった発見や新理論の方が正しいとされればビックバン仮説は修正されるか、新たな理論に取って代わられます。実際ここ百年の中で新たな発見があったり詳細な観測結果をもとにビックバン理論自体も少しづつ修正されてます。
大事なのは「これが正しい、絶対である」と決めつけるのでなく、いつでも反証を受けつける態度であること、その反証の妥当性を審議した上で、新たな理論を受け入れる態度であることが「科学的である」とされるのです。

回答No.1

kon555

>>ビッグバンが確実にあった証拠
　これは現時点では存在しません。ただし「宇宙は今でも膨張している」というのは観測された事実です。
　凄くシンプルに言うなら「宇宙は今でも膨張している」のを時間を逆行させて「宇宙はかつて小さな点だった」というのがビッグバンの理屈です。

>>ビッグバンとは、宇宙の起源が分からないから体よく作られた理屈
>>物理学者や天文学者の意地というか、沽券に関わってる
　これはある意味で正しく、ある意味では完全に間違っています。
　まず科学というのは、あらゆる『分からない』事を『分かる』に変える行為です。とある現象に対する再現性や発生の理屈を追及する事自体が科学です。
　科学では全て、分からないなら、まず「分からない」という事を現実としつつ「こうではないか」という『仮説』を設定します。この仮説を様々な方法で検証し、確認していく事で少しずつ「分かる」に変えていき「間違いない事」(科学的な事実)にしていくのです。
　いまの科学文化は、全てこのようにして少しずつ進歩してきました。
　そうした意味では、ビックバンはいまだ『仮説』の段階ですので、体よく作られた理屈と言えばその通りです。
　また物理学者や天文学者の意地というか、沽券に関わってる、というのもそれはそうで、何で実利に直結しない科学的な追及をするんだ？　といえば、これはもう『意地』でしかありません。ただこの『意地』を貫いてきたから、いまの人類があるとも言えます。

>>分からないなら「分からない」ということを現実とすべき
　これは科学的な思考の放棄です。最終的には人類全体の停滞に繋がります。
　それを良しとする生き方もあるでしょうが、今の人類はそれを選んでいない、という事に尽きると思います。