ビッグバン理論の真相:大爆発ではない宇宙誕生の驚愕事実を徹底解説
ビッグバン理論の真相:大爆発ではない宇宙誕生の驚愕事実を徹底解説の全体像を詳しく解説してご紹介します。
多くの図解や映像作品において、暗闇の中で激しい炎が飛び散るような描写がなされてきたため、大半の人が「何もない空間の中心で火の玉がドカンと爆発した」と記憶しています。しかし、理論物理学が解き明かしたビッグバン理論が爆発ではない理由は極めて明快です。そもそもビッグバン以前には、爆発が広がるための「外側の空間」も、時間を測るための「時間」すら存在していなかったからです。
風船の表面に小さな点々を描き、息を吹き込んで膨らませる様子を思い浮かべてください。点と点の間のゴム生地(空間)そのものが伸びて距離が離れていくのであって、風船の内部で何かが破裂して破片が飛んでいるわけではありません。ビッグバンとは「物質が空間を突き進んで散らばった現象」ではなく、「空間そのものが猛烈な勢いで広がった現象」なのです。そのため、宇宙には爆発の中心点(爆心地)のような特異な場所は存在せず、宇宙のあらゆる場所がかつての特異点であり、すべての場所が等しく膨張の中心となっています。
さらに見逃せないのが、ビッグバン理論とインフレーション理論の違いです。1980年代に日本の佐藤勝彦博士やアメリカのアラン・グース博士らが提唱したインフレーション理論は、ビッグバンの「前段階」に位置づけられる超急膨張プロセスを指します。
従来のビッグバン理論だけでは、「なぜ宇宙はどの方向を見ても温度がほぼ均一なのか(地平線問題)」や「なぜ宇宙空間の曲率が極めて平坦なのか(平坦性問題)」といった謎に答えることができませんでした。インフレーション理論は、火の玉になる前の極微な宇宙が、1秒の何兆分の一のさらに何兆分の一という想像を絶する瞬間に、倍々ゲームで指数関数的に拡大したと説明します。この急膨張のエネルギーが熱エネルギーへと転換されて初めて、超高温・超高密度の火の玉、すなわち「熱いビッグバン」が点火したのです。
では、ビッグバン以前には何があったのかという疑問が必然的に湧き上がります。量子力学と一般相対性理論が交差する最前線の研究現場では、完全に何もない状態ではなく、エネルギーが微小に揺らぐ「量子の泡立ち」のような真空状態が存在し、その量子ゆらぎがトンネル効果によって実宇宙へと転じたという仮説が有力視されています。