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2009-05-30 Sat 00:07
 この宇宙はビッグバンから始まったと言われたり書かれたりすることが多い。そう聞くと、それではなんでビッグバンが起こったの、ビッグバンの前はどうなっていたのという疑問が当然湧く。『シリーズ現代の天文学１ 人類の住む宇宙』第2章「宇宙の誕生とその歴史」を読んで、特異点かと思っていたビッグバンの一点を越えてさらに過去へ遡ることができる考え方のあることが分かった。用語としては知っていた「インフレーション」だ。インフレーションによって急激に増加した宇宙の真空のエネルギーが熱エネルギーに転換したのが火の玉と化したビッグバン宇宙の誕生ということらしい。つまりビッグバンにはその前にインフレーションという原因・引き金があったのだ。これが分かったのが今日の成果。 ところで、インフレーションによって宇宙の体積が急増しても真空のエネルギー密度は変わらないとあるが、それではエネルギー保存則は成立しないのか？インフレーションは短時間なので時間とエネルギーの不確定性によってエネルギーの不確定さはものすごく大きくても構わないということなのだろうか。エネルギー保存則が成り立たないはずは無いので、今日は一応そのように理解しておこう。 インフレーションからビッグバンへの道筋があることが分かったのでここまでは良しとして、それではインフレーションがなぜ起きたのか、結局謎の先送りではあるが「講釈の続き読み」みたいにして続きはまた次回に。 |
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かすてん様、
不確定性原理でインフレーションの時間に守らなくてもよいエネルギー量はたいした量ではないです。インフレーションは10＾{-34}ｓ（10のマイナス34乗秒）くらいも（！）続いたので、プランク定数の大きさと照らし合わせると、この時間にごまかせるエネルギーは、たかが１ジュール程度ということになります。 こっから先はよくわかりませんが、変化しない真空エネルギー密度というのは真空中の物質場のエネルギーが変化しないという意味で、それ以外のかたちで溜めこまていた（あるいは真空の基底となっていた）未知のエネルギーが発散されるのではないでしょうか。 （エネルギー保存則が破れているのを見たときに、それは未知のエネルギーが出てきたのだなどというのは、いつでも逃げられる卑怯な手のようにも思えますが）
2009-05-30 Sat 08:42 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
S.Uさん
時間とエネルギーの不確定性関係ΔtΔE～h(プランク定数)から概算すると ΔE～h/Δt=6.6ジュール 確かに数ジュールのオーダーですね。10＾{-34}ｓ（10のマイナス34乗秒）ってすごく短い時間に感じましたがとんでもなく長い時間でした。 >（エネルギー保存則が破れているのを見たときに、それは未知のエネルギーが出てきたのだなどというのは、いつでも逃げられる卑怯な手のようにも思えますが） 卑怯でもエネルギー保存則にしがみついて解決策を探せばなんとかなってきたからですよね。S.Uさんだってエネルギー保存則のおかげでお仕事しているとも言える。それとも「エネルギー保存則は破れていてもまぁいいか」的な考えもあるのですか。
2009-05-30 Sat 13:22 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
かすてん様、
>すごく短い時間 すごく短い時間には違いないんでしょうが、とてつもなく短い時間ではないですね。 >それとも「エネルギー保存則は破れていてもまぁいいか」的な考えもあるのですか。 エネルギー保存則は、物理法則の時間（並進）対称性に起因しています（ネーターの定理） 物理法則が宇宙環境に依存しているのなら（マッハ原理のごとく）、宇宙の環境変化が激しい時には物理法則が時間とともに変化してもよく、従ってエネルギー保存則が必ずしも成り立たない、という考えも成り立つと思います。でも、それは宇宙全体のスケールでの変化の起こる時間が問題ですから、インフレーションの時はあり得ても、現在の宇宙ではそういうことはないと思います。 「物理定数」が時間とともに変わるかというのは、天文学と物理学の接点として重要なテーマです。
2009-05-30 Sat 15:53 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
>物理法則の時間（並進）対称性に起因
時間が無ければエネルギー保存則も意味が無いとなると、、、「時間って何？」。『マックスウェルの悪魔』の中に書かれていたようなエントロピーとか熱力学的な考え方とは別の時間なのか。これはまたそのうち暇なときの妄想用に残しておきましょう。 >「物理定数」が時間とともに変わるか 物理定数が宇宙の大きさによって変るという説は昔聞いたことがあります。
2009-05-30 Sat 19:12 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
>物理定数が宇宙の大きさによって変るという説は昔聞いたことがあります。→ これは、「ディラックの巨大数仮説」ですね。
もし、物理法則や物理定数が何億年かかけて徐々に変わって来ているとしたら、．．．その痕跡はどのように宇宙や地球に残っているだろうか？ というのも妄想用に良いテーマだと思います。
2009-05-30 Sat 19:44 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
こんばんは。
この話題になるとさっぱり分かりませんが、 時間とは？ の命題は 「時間とは我々が勝手に作り上げた概念である」 と哲学的な事が浮かびます。 科学的でなくて、すみません。 中井様、
おそらく、「物理法則に現れる時間」、「人間が作り上げた概念としての時間」、「人間が生物として感じる時間」というのが別々にあって、それぞれその意味の深さが伸びている方向が違う、というふうに思います。これでは、一生かけても妄想の時間が足らないように思います。
2009-05-30 Sat 22:44 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
S.Uさん＞
なるほどです(^^) >一生かけても妄想の時間が足らないように思います。
退屈している暇がありません。
2009-05-30 Sat 23:58 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
こんばんわ、ももで～す。
ワタシにはさっぱりわかりません。 高校でサインコサインも勉強しなかったものですから。 その前に勉学の素養もありません～ 妄想では答えが出ませんね。 誰にもわかるように答えを出すのが学問でしょうか？
2009-05-31 Sun 00:19 | URL | もも #-[ 内容変更]
ももさん、こんばんは。
>誰にもわかるように答えを出すのが学問でしょうか？ 誰にもわかるようなレベルに止まっている学問は無いでしょう。少なくとも物理学なんかは専攻した学生ですらほんの一部分を理解するのもたいへんです。学問としての研究はS.Uさんのような専門家に任すとして、昔少しかじった知識を思い出しながら妄想と学問の中間地帯をふらふらと楽しもうと思います。
2009-05-31 Sun 00:55 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
おはようございます、ももで～す。
あはは、「誰にでも」ではおかしいですね。 自分以外で理解しうる人ということで。
2009-05-31 Sun 07:39 | URL | もも #-[ 内容変更]
>自分以外で理解しうる人ということで。
分かりました。「誰にもわかる」に込められた意味は「本人が自分勝手に納得するだけではなく、本人以外で能力のある人であれば理解できる」という意味だったのですね。
2009-05-31 Sun 09:33 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
かすてん様、もも様、
身近な「時間」や「エネルギー」というのすら、つきつめればよくわからないことですので、「誰でもわかる」というのも、結局は人類全体の妄想かもしれません。 それでも、サインコサインで天体の運動やエネルギーが計算できて、予報通りの時間に日食が起こったり、探査機が惑星に到着するのはなぜか。法則に従って計算ができることと、原理を理解することが同じであるはずはないのにこれはどういうことか、私にはもーさっぱりわかりません。
2009-05-31 Sun 19:41 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
S.Uさん
そうか、世の中の誰も原理を全部理解しているなんてことはないのに、なんとなく計算だけはうまいこと合っているわけですね。それもパッチワークなのに。
2009-06-01 Mon 07:41 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
>パッチワークなのに。
とはいうものの、パッチワークの計算相手だから、私どもの研究や観測がそれなりに貢献できるわけで、これはたいへんありがたいことであります。 究極の統一理論で何でも計算できるようになれば、実験も職人芸も必要なくなり、人間が必要なすべての作業はもうロボットにおまかせ...というふうになりますかね？
2009-06-02 Tue 21:14 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
たとえ理屈上は究極の統一理論で何でも計算できるようになっても、時間を短縮するにはパッチワークで並行して計算を進めることになるでしょう。S.Uさんも失業の心配はありませんよ。
2009-06-02 Tue 22:06 | URL | かすてん #MLEHLkZk[ 内容変更]
そりゃ、ちょっと安心。 まあ、私が生きている間は、そういうことにはならない、とタカをくくっていますけど。
2009-06-02 Tue 22:32 | URL | S.U #MQFp2i1U[ 内容変更]
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