宇宙の始まり

質問

理解できる世界ではないということは百も承知で、質問させていただきます。

宇宙の始まりの時に、「トンネル効果」というのがあるようなのですが、

1 「トンネル効果」とはどんな「効果」なのでしょうか???ちなみに、トンネル効果については、「極めて薄いエネルギーの壁を、それより低いエネルギーを持った粒子が通り抜けてしまう現象。半導体はこの原理を利用してつくられている。」という解説もあるのですが、さっぱり分かりませんし、「宇宙の始まり」との関係もさっぱり分かりません。

2 宇宙の始まりの時、「トンネル効果」の中では、どんなことが起こっていたのでしょうか???我ながら変な質問文になっているような気がします。

3 「虚数時間」と「トンネル効果」には、関係がありますか???あるとすればどんな関係でしょうか???

まったく興味本位の糞爺の質問ですが、よろしくお願いいたします。

回答No.4

g27anato

またまた素人が素人なりの解釈で回答します。

1、
「薄いエネルギーの壁」という表現は誤解の元になるかも。
「ある程度のエネルギー障壁」とするほうが理解しやすいと思います。
粒子の動きには「波動」と呼ばれる「揺らぎ」が有って、ある程度の粒子密度の物質でも、その隙間をすり抜けてしまう粒子が少ないながら存在する。
その「すり抜け」を「トンネル効果」と理解すれば良いでしょう。
半導体では半導体素子の膜を薄くする事(それが薄い壁の事かも)で、一定程度の安定的な電流(電子の流れ)を確保しようとする技術に応用されてます。
「宇宙の始まり」に関しては、人類が宇宙の始まりと仮定した状態から発生すると想定した粒子が、たまたま地球に届いたのを確認できた事で、宇宙の起源を解明する一歩となる事を期待できるという話です。

２、
「宇宙の始まり」は仮説に仮説を重ね一部の事実を論拠に加えなければ論理的に成立しないのが現状です。
宇宙が始まる前に存在するのが、０容積、無限重量、真空です。
それを「無＝0」ではなく「虚数時間」も伴う「±0」と解釈したのがホーキングの量子論です。
それによって「絶体0」と思われていた宇宙の種に何らかの揺らぎが否定できない事が、「±0」の均衡が崩れ「トンネル効果」による粒子の飛び出しから宇宙が発生し拡大するという仮説に至ります。
「ビッグバン」説も、その仮説によるものと考えて良いでしょう。

…ホーキング理論も幾つかの観測確認によって、新たな宇宙論の進展に繋がっているのは確かなようです。

お礼

何時も、ありがとうございます。
今回いただいた皆さんのご回答を整理して、また質問させていただくかもしれません。しばらく時間がかかりそうですが、その時はよろしく。

回答No.2

okok456

NHKBSのコズミックフロントを見ながら居眠りしてしまう。
「トンネル効果」 と言えば　江崎玲於奈氏ノーベル賞受賞程度の知識です。
https://japan.zdnet.com/glossary/exp/%E3%83%88%E3%83%B3%E3%83%8D%E3%83%AB%E5%8A%B9%E6%9E%9C/?s=4

一見分かり易そうなサイトが有りました。
宇宙の誕生に迫る～インフレーション～
https://school.gifu-net.ed.jp/ena-hs/ssh/H25ssh/sc2/21351.pdf
「無」からの宇宙創成
https://yascovicci.exblog.jp/25786634/

「無」「ゆらぎ」「真空のゆらぎ」？？？？

ついでに
重力やブラックホールの説明でさらりと図解される空間の歪み
https://nazology.net/archives/76169
https://www.kahaku.go.jp/exhibitions/vm/resource/tenmon/space/theory/theory06.html
歪んだ先は？四次元空間？

ダークマター？
https://wired.jp/2019/02/11/for-dark-matter-hunters/
多次元宇宙（マルチバース）
他の宇宙（空間）に歪み、ダークマターは他の宇宙の影響？
https://www.nikkei-science.com/page/magazine/0308/another.html
https://wired.jp/2018/04/10/hawking-last-theory/
https://www.ipmu.jp/ja/20201224-PBH-multiverse

多次元宇宙を含む宇宙全体は無始無終？
人類は井の中の蛙のようですが想像力は豊ですね。

お礼

興味深いデータをたくさん紹介していただきありがとうございました。
コピーに時間がかかるのでゆっくり整理します。

回答No.1

回答 お願い（@74te）

これですか。

＞そういうところで出てきた説として、2つの説があります。1982年にアレキサンダー・ビレンケン氏が、「『無』からの宇宙創生論」を提唱しました。これはこれまでに申し上げました、真空のゆらぎから量子力学的な効果の一つである「トンネル効果」（たとえ壁などがあっても、そこをシュルっとつき抜けてくる効果）によってとても小さな宇宙が生まれるという理論です。この宇宙のスケールは「プランクスケール」といわれる10-35m程度といわれています。このように、本当にゆらぎからポッと生まれるという説を提唱したのがビレンケン氏です。
＞宇宙開闢を量子力学的に扱う上で出てきた2つの説とは
https://10mtv.jp/pc/content/detail.php?movie_id=3794

２の答え、真空の中からトンネル効果で宇宙が出来てきたという説のようですね。詳しいことは分かりませんが。

１の答え。
詳しいことは分かりませんがトンネル効果については以下でわかると思います。

＞【身近な例あり】量子力学のトンネル効果をわかりやすく解説します
https://reistenza.com/student/tunnel-effect.html

パソコンやスマホなどで使われるCPUの回路を細くしていくと現れて問題になり、微細化する上での課題だったとも聞いたことがあったような気がします。聞いたと言うより読んだんだったような。

３の答え。

＞ つまり虚数時間では実数時間のような「はじまり」が特定されない。
従って計算不能の特異点からはじまったと考える必要がない。
無境界の虚数時間から実数時間へなめらかに移動したのが、ホーキング博士の考える宇宙の「はじまり」なのだ。
https://www.bttp.info/physics/hawking-last-paper-2/

↑こうして宇宙が誕生する時に、真空からトンネル効果で宇宙が生まれてきたかもしれない、と考えれば、虚数時間とトンネル効果は関係があるとも言えると思いますが、実際どうだったかはまだ分かってないと思います。

論理的科学思考で考えた場合は、ひも理論や並行宇宙説が正解に近いそうですよ。
科学界では、異論・異説扱いされるらしいですけど。

＞「超ひも理論」世界は１０次元で、小さな”ひも”でできている！《宇宙一わかりやすい科学の教科書》
http://tenro-in.com/mediagp/readinglife-science/61187

＞並行宇宙の存在を示す5つの理論
https://nazology.net/archives/12968

＞並行宇宙、パラレルワールドって、ほんとに存在してるの？
https://www.gizmodo.jp/2020/11/giz-asks-parallel-world.html

＞パラレルワールドの存在を示す体験談5選！ その正体とは？
https://serendipity-japan.com/parallelworld-14319.html

宇宙は面白いけど、難しいですね。

お礼

興味深いデータをたくさん紹介していただきありがとうございました。
コピーに時間がかかるのでゆっくり整理します。