宇宙の定常モデル

Hindsight is a wonderful thing. 今知っていることから振り返ってみると、定常宇宙という考え方は、宇宙論の理解にそぐわないモデルのように思われます。 やはり、後知恵というのは素晴らしいものですね。 今のところ、ビッグバンモデルが宇宙の深い過去を説明するのに最適なモデルだと考えられていますが、数十年の間に他のモデルもいくつか提案されましたし、その中にはより優れたものもありました。 定常宇宙はそのうちの1つです。

定常宇宙モデルは、1948年にヘルマン・ボンディ、トーマス・ゴールド、フレッド・ホイルの3人によって提唱されました。 これは、大きなスケールでは宇宙は完全に均質であり、宇宙のどこから見ても、どの時間でも同じに見えるという仮定に基づいている。 当時は、宇宙に対する理解が不足していたため、この説はそれほどおかしなものではありませんでした。 過去半世紀の間に宇宙について学べば学ぶほど、定常宇宙論は単なる間違いである可能性が高くなります。

定常モデルのアイデアは、ビッグバンモデルから考えられるいくつかの問題を説明することでした：宇宙が太陽系よりも若いと計算されることは、1948年のビッグバンモデルでの大きな問題点でした。 当時の問題は、宇宙定数が現在計算されている値よりもずっと高かったことです。ごく最近のプランク計画では約67km/s/Mpc、WMAP計画のデータでは約72km/s/Mpcとなっています。 ハッブル宇宙飛行士が計算した当初の宇宙定数は、より正確な結果が得られた後でも500km/s/Mpcのオーダーでした。 1948年当時、それはまだ私たちが今日知っているものよりずっと高いものでした。 当時考えられていた他のいくつかの理論と同様に、定常型モデルは、実は当時のビッグバン・モデルのいくつかの問題点を修正したものでした。

定常モデルが結局廃止されたのにはいくつかの理由があり、その1つはまったく科学的ではない純粋に哲学的な理由だったのです。 宇宙には始まりがなく、常に存在している」という創造論者の信念に反するため、宇宙が常に存在しているという考え方は、多くの人にとってあまり良いものではありませんでした。 哲学的な理由とは別に、ビッグバン・モデルが定常モデルより優れていると信じる科学的な理由もたくさんありました。 定常モデルでは、宇宙は均質（宇宙の歴史の中でどの方向から見ても、どの時点から見ても同じ）であると考えられていましたが、宇宙の初期の部分の観測はこれに反しています。 私たちから見ると、宇宙は大きなスケールでは等方的で、どの方向から見ても同じに見えますが、加速度的に膨張する宇宙では、均質であることは許されないのです。 宇宙を均質に保つには密度を一定にする必要がありますが、宇宙が膨張している以上、定常モデルでは新しい空間が形成されるにつれて物質が生み出されていることになるのです。

最後のコメントは、古い銀河と新しい銀河が同時にあるはずだが、これは宇宙を見渡したときに我々が観測したものとは違うという意味だ。 ビッグバン・モデルでは、宇宙の初期にはもっと密度が高かったとされていますが、定常モデルでは、現在の宇宙は130億年前とほぼ同じに見えるはずで、これまでも同じように見えていたし、これからも同じように見え続けるということなのです。 定常宇宙論によれば、これは古代の星が塵などに光を吸収され、散乱されたために起こる。 明らかに、もし散乱しているのが点状の物体であれば、収集されたマイクロ波のデータはこれほど滑らかなものにはならなかったでしょう。 WMAPのデータやプランクのデータを見ても、星のような点状の天体からの散乱はあり得ません。

歴史を通じて、さまざまな現象を説明するために、多くの異なる理論が提案されており、他のものよりはるかに突飛であるものもあります。 定常状態モデルは、宇宙がどこから来てどこへ向かっているのかを説明するために、前世紀に提案された多くの理論のうちの 1 つに過ぎません。 今、私たちが知っている情報で振り返ってみると、このような理論モデルが考えられていたことが信じられないほど、真実からかけ離れていることがあります。 今わかっていることを実践するために、超ひも理論がいい例です。 弦理論は、多くの科学者が一般相対性理論と量子力学を統一しようとしている方法です。数十年後には、私たちは皆、弦理論が確固たる真実であると振り返るか、あるいは何かおかしなアイデアだと振り返り、「いったい彼らは何を考えていたんだ！」と絶叫しているかもしれません。

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