不思議がいっぱい さんの書込 (2006/12/01(Fri) 11:19)

ビッグバン理論では， 超高密度，超高温，超高圧で一様に満たされていたところ （素粒子物理法則の支配する世界）に ビッグバン（無から量子論的なゆらぎによって生まれた）が起こり， 物質が出来ていったとありますよね．

ビッグバン理論を裏付ける証拠は出ているものの， この理論にはまだ説明できない問題があるようですし， 素人目に見ても疑問が沸きます．

例えば， 無であるなら，「何が」揺らいだというのですか？ 素粒子ですか〈素粒子は物質でなく物質の根源？）？ 力ですか（力は物質ではない？）？ （量子力学的な真空は「無」状態ではないですが， そのことを言っているのですか？）

また，この説明では，密度，温度，圧力があって， 物質は無かったということですか？ しかし，温度とは分子の運動で，分子は物質では？ 圧力も，物体の単位面積にかかる力のことだから， 物質がないと圧力もありえない筈では？

結局，「無の状態」とはいえ，素粒子はあったということですか？ 素粒子があったならば，何故「無」と呼ぶのですか〈ただの慣習）？ 素粒子がなかったとしても，超高密度，超高温，超高圧で 一様に満たされていた状態を何故「無」と呼ぶのですか？ （実際そういう高エネルギー状態が「あった」のに）．

トンガリ さんのレス (2006/12/01(Fri) 11:37)

あなたは(宇宙の始まりは) 超高密度 とも「無の状態」とも言われましたね． 超高密度 と「無の状態」は両立しない言葉です．誰が「無」と言ったのか・・・ 私は 超高密度の極限は体積が無に近くても 何かが「あった」 と解釈します．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/01(Fri) 21:31)

＞超高密度 と「無の状態」は両立しない言葉です．

はい．まさにそこが私の疑問なので，こうして質問しているのです．

＞誰が「無」と言ったのか・・・

例えば，日経サイエンスの記事では 「宇宙は“無”の状態から量子重力的効果によって生まれた．...」とあります． http://www.nikkei-bookdirect.com/science/page/sci_book/bessatsu/51149/51149-maegaki.html?PHPSESSID=10e6751560dd61f01b4825a228c74dae

他にも，ビッグバン無の状態というキーワードで検索したところ 「宇宙は，ビッグバンと言う宇宙規模の爆発により100億〜200億年前に無の状態から発生し，...」www.vector.co.jp/soft/win95/amuse/se382839.html

「インフレーション宇宙量子力学では，真空（無の状態）はプラスとマイナスが打ち消しあっている世界であり，時間も空間も存在しない．...」www2u.biglobe.ne.jp/~rachi/uni_st.htm

「量子力学では，真空(無の状態)はプラスとマイナスが打ち消しあうため時間も空間も存在しないとされ，その無の状態から量子論的効果で10−34cm ... そして，この高温高密度の宇宙が爆発するかのように宇宙が始まった，とするのがビッグバン宇宙論である．...」www.wdic.org/w/SCI/ビッグバン宇宙論

などなど，多くの方が言っているようですが．

CO さんのレス (2006/12/01(Fri) 22:53)

宇宙が『高温・高密度状態から始まった』というビッグバン理論自体は， 宇宙が膨張しているという観測事実から出てくる自然なことです． 宇宙が昔，高温・高密度であったのは確からしいことです．

一方，宇宙がどのようにして始まったのかについては，まだ盛んに議論されているところです． の瞬間を説明する物理法則(Theory of Everything : TOE)は未だ完成していないので，我々が追えるのはプランク時間 程度までのようです．

プランク時間以前を説明する理論は諸説ありますが共通の理解は得られていません． (エネルギー保存則を信じるならば)ただ高エネルギー状態であったことがわかります．

考えられているアイデアの一つとして，量子揺らぎによる「無」からの創世という説明があるのだと思います．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/02(Sat) 00:11)

COさん，ご説明ありがとうございます．

＞考えられているアイデアの一つとして，量子揺らぎによる「無」からの創世という説明があるのだと思います．

量子揺らぎによる「無」からの創世，というのがどうも疑問の沸くところなのです． 理論を読む限り，その状態を何故「無」と呼ぶのか解らないし，空間も時間も無いなら， 何かがそこにある空間もなく，変化を起す時間もないことになるのではないか， と思うわけです．

CO さんのレス (2006/12/02(Sat) 00:54)

> 理論を読む限り

何の理論を読まれたのですか？ おそらく「無」というのは真空を指しているのだと思うのですが・・． そして真空は「見かけ上」なにもないですが，細かく見ると揺らいでいるということだと思います．

太郎 さんのレス (2006/12/02(Sat) 01:30)

ビックバン理論では"無からの宇宙創成"までは言ってなかったと思います． 不確かな記憶なのでご存知のかたはフォローお願いします．

太郎 さんのレス (2006/12/02(Sat) 01:41)

上記の書き込みはこのあたりの区別からしないとわからないかなと思い投稿しました． 話の腰を折ってしまっているようなら削除いたします．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/02(Sat) 06:54)

＞おそらく「無」というのは真空を指しているのだと思うのですが・・． ＞そして真空は「見かけ上」なにもないですが，細かく見ると揺らいでいるということだと思います．

結局，「無の状態」というのは日常的に私達が理解する「無〈何もない）」の意味でなく， 量子力学で定義されている「無」である，つまりマクロ的には「見かけ上」何も無いように 見える，または古典物理学で扱う計算上，無つまり０として計算しても良いほどの微量な 数値であるが，しかしそこにはミクロ的に超高密度，超高温，超高圧で一様に満たされて いる状態がある，ということなのでしょうか？

空間も時間も無いというのは，マクロな数値で扱える空間も時間が無いというだけのことで， ミクロ的には空間も時間もあるということなのでしょうか？

CO さんのレス (2006/12/02(Sat) 13:37)

> 結局，「無の状態」というのは日常的に私達が理解する「無〈何もない）」の意味でなく， > 量子力学で定義されている「無」である

そういうことだと思います，たぶん・・． 常に何かが対消滅を繰り返しているような，そんな「無」を考えるのだと思います． 「空間も時間もない」ということに関しては私もよく解りません． 単に現在の理論で を考えると時空に関する物理量が発散してしまうのでそう言っているだけかもしれません．

太郎さんがおっしゃっているように，宇宙創生の瞬間についてはビッグバン理論自体が主張していることを越えています． の瞬間(神の一撃)についてはまだよく解りませんが， それ以降の宇宙については，物理学・天文学の努力により，だいぶ良く理解されてきています． そちらにも興味を持ってもらえれば幸いです． :)

なんとなく さんのレス (2006/12/02(Sat) 15:48)

こんにちは． 議論を読んでいて少し気になったのが，質問者の最初の疑問について答えが為されないまま（答えろと言われても難しいですが），「無」の言葉自身のトートロジーと「ビッグバン」の解釈の相違に終始している感があります． まず第一に空間・真空・無が不用意に混同されて，さらに量子力学的真空なるものも出てきます．少し整理してお互いが同一概念に同じ定義を与えているか検証する必要があります． 少なくとも今我々の属しているこの宇宙（時空間）が存在を始める前と始めた後が線引きできるものとして，前記の言葉の意味を付けなければなりません．そういう意味では「無」は存在以前の状態を今の言葉で表現したものであり，言い換えれば今の我々では知りうることのできない別の（あったかも知れなし）無かったかもしれない，「時空間」であろうと推定できるのみです．なぜなら，数学的には「特異点」であり，物理的には「因果関係の外」にある事象だからです．この「時空間」も勿論今の概念を言葉上借りているだけです．ホーキングの「特異点解消定理」が正しかったとしても，（物理的）歴史以前を知りうる手段がないことには変わりありません． もし議論するとしたら，この「無」以降しかし得ないものと思います．

太郎 さんのレス (2006/12/02(Sat) 20:10)

少し調べてみました． といっても専門書などで調べたわけではなく，一般向けの本を眺めた程度です．そんな程度で議論に参加してよいのか恐縮ですが．

なんとなくさんのおっしゃっていることはごもっともですがビッグバン理論では"無"という概念(？)は出てきません． なのでまず質問を正しく整理しないと議論ができないと思います．

COさんもおっしゃっていますが "ビッグバン理論"は相対論が正しいとしたら特異点(超高温，超高密度)からはじまったことになる．それがどうできたかは議論できません． を言っていると思っています．

なんとなく さんのレス (2006/12/03(Sun) 02:02)

>太郎さん 初めまして．私はビッグバン理論は相対性理論とは間接的にはともかく，直接的な関係は無いと思いますが．ＣＯさんも現在の理論では，と言われているとおり，ビッグバンそのものは観測結果を外挿した帰結であり，今のところ理論的に導き出せるものではないでしょう．しかも特異点であれば，ブラックホールの内部（中心点）同様，一般相対論の理論が破綻する領域であり，相対論が正しければまさに適用できないという矛盾が生じます．

ともあれ，私の言いたいことは，質問者の疑問にある，物質と時空間の性質である高温や高密度が量子力学的真空とどう関係するのか，温度とは何か，物質とエネルギーの違いは何か，素粒子と素粒子以前とは，などを（できれば）答えてから，あるいは摺り合わせてから「無」を論じなければ，「無からの創生」という言葉の解釈はできないだろうということです．結論を言ってしまえば，太郎さんの言われるように「無」を（量子力学的）真空と捉え直さねば，先へ進めないと言うことです． 私自身も浅学のため正誤の程度は分かりませんが，少し考えを述べておきます．まず出発点は現在の宇宙・時空間ですが，相対論的にも量子力学的にも真空（物質のない空間）はけっして「空」とか「無」ではなく，エネルギーを持っています．ただしそれは所謂取り出せるエネルギーではなく，仮想的なものであり，しかも実在します．ちょうど電磁場における仮想光子のごとく，です．今のそれは極めて小さいですが，宇宙がプランク領域ほどに小さくなると凝縮されたその潜在エネルギーは単位体積として見れば超巨大なものですから，不確定性原理により，量子論な「揺らぎ」はとてつもないものだったでしょう．そのエネルギーが実空間に（トンネル効果か何かで）実現し，超高密度，超高温，超高圧と言われるエネルギーの塊として出現したのではないかと思います．このとき，密度・温度・圧力とは何を指すのか．所謂物質は勿論素粒子さえも無いでしょうから，ここで素粒子以前が問題になります．素粒子加速器などで超高エネルギーで衝突させた場合，一瞬素粒子の性質を失ったエネルギー塊，ファイアボールのような状態になりそこから反応後素粒子が生成されるように見える（らしい）ですが，いうなればコーンポタージュのコーンを素粒子として，スープのような状態もエネルギーとして存在しうることを示唆しているか，我々に未知の存在形態であるかだろうと思います．この様な装置は空間の極めて狭い領域に超高エネルギーを集結させることであり，ビッグバンの極小モデルと言えます．温度は例えば分子の運動エネルギー=3/2kT(kはボルツマン定数）とおいて熱統計力学的に定義するように，温度を（内部）エネルギーから定義できますし，例えば圧力をエネルギーテンソルから相対論的な圧力項として取り出せますし，密度は電磁場のポインティングベクトルのようなエネルギー流密度として定義することは可能でしょう．宇宙論は良く知りませんが，原理的にはエネルギーから諸量が計算できそうです．それらが日常一般的に使われている概念と一致するか否かよりも，その値で何が起こるかが重要です．その意味で空間が広がり温度が下がり素粒子が凝結し，相転移が生じてインフレーションが起こり現在に到った，というのが私の想像です． ながなが駄文で失礼しました．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 04:44)

携帯からで文字数制限のため細切れになってしまうと思いますがお許し下さい．

>なんとなくさん 挨拶が遅れてしまいすいません． はじめまして．

なんとなくさんとは異なる意見から述べたいと思います． 私はビッグバンもインフレーションも相対論がないと説明できないと思います．もちろん時空が(加速)膨脹してるという意味で直接的に関係があると思いました． また相対論から数学的に宇宙初期特異点が存在してしまうから"余計"問題なのですが．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 04:51)

さて，不思議がいっぱいんの疑問に対する話ですが

ビッグバン理論では宇宙初期特異点と呼ばれる超高密度，超高温，超高圧である1点から始まり膨脹していっているということしか言っていません． もちろん軽元素合成の話などうまくいっています．

しかし，なぜそのような1点，それに加え今から宇宙を遡ると"超"がつくような状態があったのかわかりません．

しかし観測からはビッグバン理論が正しいことは今のところ確からしいのです． ただいくつかの問題(地平線問題など)があります．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 04:58)

それらを解決し，ビッグバン宇宙論につなげるものとしてインフレーション理論があります．

それはもし量子的なミクロな宇宙があればインフレーションをおこし今の宇宙につながるというものです． ここででてくるのが真空の話です． 真空のエネルギーによって加速膨脹をし，その相転移によって(真空のエネルギーは莫大なので)素粒子がうまれ，また激しい運動をしている状態になります．これがビッグバンの始まりです(←このあたりから聞き齧りなのであやしいかも．)．

つづく

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 05:05)

もちろん真空というのは何もないのではなくて 物質に対して使われる言葉で対生成や対消滅をくりかえしていて真空のエネルギーで満ちている世界のことです．

最初に量子的なミクロな宇宙があれば良いのはわかったがそれはどうやって？と考えるはずです．

そこで出てくる一つの考えとして不思議がいっぱいさんのおっしゃっている"無からの創成"だと思います．

おそらく量子的なミクロな宇宙というものは時空が小さく時空すらも量子論的に扱わなければなりません．

続く

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 05:11)

つまり 物質に対する真空のようにミクロな時空にも対消滅や対生成がおこっているのではないのか． でもどこで？ 物質に対する真空では時空の中に対する物質の対生成や対消滅がおこっている状態を指し，時空の対消滅や対生成を指しているのではありません． これを区別するために時空の対生成や対消滅がおこっているであろうものを"無"とよぶらしいです． 時空がない(時間や空間がない)のだからなにもないということで"無"なのでしょうね．

続く

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 05:16)

そして無に存在するミクロな時空が確率的に実空間に現れ，ミクロな真空な時空が誕生しインフレーションをおこしビッグバンとなり今にいたるということではないでしょうか．

不思議がいっぱいさんの答えになっているようでなっていないかもしれません．いかがでしょうか？

最後に長々と書いてしまいみなさますいませんでした．

文字数はどうにもならないのでしょうか？(携帯によるのでしょうか？)

また，後半になるにつれて記憶が薄れているため嘘があるかもしれません． 誰か訂正などして下さい． それでは．

EMAN さんのレス (2006/12/03(Sun) 09:10)

ちょっと違った視点で，思うことを少しだけ言わせてください．

ビッグバン理論はかなり昔に提唱されたもので， 宇宙の始まりを論じることの出来る可能性として， かなり盛り上がりました． その雰囲気の中でたくさんの啓蒙書が書かれ， そのためにそれが科学的に認められたことのように信じる人も多くおりますし， そのネタを元にして，別の啓蒙書を書く人もいます．

科学者の中にも，人々の興味を掻き立てるために 宇宙開闢の話を持ち出すひともいまだに多くいます．

でも，現在，高い可能性を持って言えるのは，

「現在観測可能な範囲の宇宙は，過去において， 現在より小さかった可能性がある」

ということくらいではないでしょうか．

宇宙が閉じているかどうか，解決もしておりません．

つまり，宇宙はわれわれが見積もっている何百億光年というサイズ以上に 大きく広がっており，その中の一部だけが， なぜか過去に突然膨張を始めた可能性もあります． （われわれから観測できないだけで，外側と繋がっているわけです．）

・・・という話も最近になってようやく啓蒙書レベルで 見てきたことのように説明されるようになって来てますね． 昔からある理論の一つではあるのですが． 無から始まったという矛盾のありそうな説明が全てではないということです．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/03(Sun) 09:12)

なんとなくさん

深いご理解を示していただき嬉しく思います． また，なんとなくさんの説得的な説明は，ＣＯさんの説明と相乗して， よく理解できました．

エネルギーテンソル，相対論的な圧力項，電磁場のポインティングベクトル， エネルギー流密度，などといった専門用語は全く存じませんが， 物質がなくとも純粋にエネルギーの特性として定義が可能ならば，私の疑問も ほぼ半分は氷解します．

もしこういった問題に役立つ書籍をご存知でしたら教えて下さい．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/03(Sun) 09:21)

EMANさん

ご意見ありがとうございます． もちろん，ビッグバン理論や多くの科学理論が仮説でしかないことは 理解しております．

しかし，それを支持するのにも却下するのにも，まずはその理論を 理解しなくてはなりませんから，こうして皆さんの知識を拝聴させて いただいてます．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 13:44)

>EMANさん はじめまして． そうですね．そういった見方は忘れちゃいけないですよね．

大変参考になります． ありがとうございました．

どうやら不思議がいっぱいさんの気分を害してしまったみたいですので 私の全レスは後ほど削除することにいたします． みなさまご迷惑をかけました． すいません．

CO さんのレス (2006/12/03(Sun) 14:06)

> 太郎さん > 私の全レスは後ほど削除することにいたします．

特におかしなことを書かれているわけではないと思いますし， 後の人の参考になるので，できれば残して頂けませんでしょうか・・？

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 14:28)

>COさん

お気遣いありがとうございます．

ただ私は論理や間違い，勘違いが含まれるならば批判的なレスを快く受け入れますが そうではないものやあからさまに無視をされるのは受け入れがたいものがあります(こちらの掲示板にはそういうことはないと思っていましたので)．

不思議がいっぱいさんにとって不必要なレスであるならばスレッドを読みにくくしてしまっているので削除してしまおうと考えた次第です．

すいません．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/03(Sun) 14:44)

>太郎さん

無視したわけでも気分を害したわけでもなく，私に物理の基本がわかっていないせいで，太郎さんの仰る事がよく理解できなかったのです．それで，太郎さんに対しては何も言えなかったのです．こちらこそ太郎さんの気分を害してしまったようで，申し訳ありませんでした．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 14:56)

>不思議がいっぱいさん

そうなのですか． ただわからないでもなんでもよいのでコメントは欲しいものです．

私がいいたかったことはビッグバン理論だけでは不思議がいっぱいさんの質問には答えることが出来ないし，そのような質問をしてはならない(出来ない？)ということを言いたかったのです．

では改めてどこのあたりがわからないのでしょうか？

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/03(Sun) 15:14)

わからないことだらけなので，いかにも素人くさい質問で太郎さんを困らせてしまうかもしれませんが，それではお言葉に甘えて，遠慮なく気のすむまで質問することにします．

とりあえずこの質問から．

太郎さん>ビックバン理論では"無からの宇宙創成"までは言ってなかったと思います．

No.12944で書いたように，"無からの宇宙創成"を言っていると思っているのですが，何故，言ってないと仰るのでしょう?

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 15:35)

>不思議がいっぱいさん

私も詳しい(ちゃんと理論を勉強した)わけではないので，そこはご理解を．

無からの宇宙創成の話はミクロな時空(宇宙？)を量子的に考えた話だと思います． しかしビッグバン理論は少なくとも時空に関しては量子的に扱っていないと思うからです．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/03(Sun) 15:57)

>太郎さん

う〜ん，やはりよくわからないです．でも続けて質問します． （今度は一気に質問します．質問だらけで気が引けるのですが，うんざりしないで下さいね）

太郎さん>私はビッグバンもインフレーションも相対論がないと説明できないと思います．

何故ですか？

太郎さん>また相対論から数学的に宇宙初期特異点が存在してしまうから"余計"問題なのですが．

何が問題なのですか？

太郎さん>ビッグバン理論では宇宙初期特異点と呼ばれる超高密度，超高温，超高圧である1点から始まり膨脹していっているということしか言っていません．

それは時空や物質の始まりを説明しているのではないのですか？そして，超高密度，超高温，超高圧である1点から始まったということは，それまでは何も始まっていなかった，つまり，時空や物質というものはそれが始まるまでは無かったということですよね？

太郎さん>いくつかの問題(地平線問題など)があります．

地平線問題とは何ですか？

太郎さん>それらを解決し，ビッグバン宇宙論につなげるものとしてインフレーション理論があります．

それらとは何ですか？

太郎さん>それはもし量子的なミクロな宇宙があればインフレーションをおこし今の宇宙につながるというものです．ここででてくるのが真空の話です．真空のエネルギーによって加速膨脹をし，その相転移によって(真空のエネルギーは莫大なので)素粒子がうまれ，また激しい運動をしている状態になります．これがビッグバンの始まりです

真空のエネルギーというのがどういう状態だかわからないので，説明が欲しいのです．

太郎さん>もちろん真空というのは何もないのではなくて物質に対して使われる言葉で対生成や対消滅をくりかえしていて真空のエネルギーで満ちている世界のことです．

何が対生成や対消滅をくりかえすのですか？真空のエネルギーで満ちているといっても，真空のエネルギーが何かわからないので理解できません．

太郎さん>最初に量子的なミクロな宇宙があれば良いのはわかったがそれはどうやって？と考えるはずです．

いえ，わかりません．量子的なミクロな宇宙って何ですか？

そこで出てくる一つの考えとして不思議がいっぱいさんのおっしゃっている"無からの創成"だと思います．おそらく量子的なミクロな宇宙というものは時空が小さく時空すらも量子論的に扱わなければなりません．

時空が小さくとはどういう状態ですか？空間が小さいというのは理解できますが，時間が小さいというのは？短すぎる時間ということ？

太郎さん>物質に対する真空のようにミクロな時空にも対消滅や対生成がおこっているのではないのか．

物質に対する真空ということは，真空は物質じゃないということですね？ミクロな時空に何が対消滅や対生成しているのですか？

太郎さん>物質に対する真空では時空の中に対する物質の対生成や対消滅がおこっている状態を指し，時空の対消滅や対生成を指しているのではありません．

仰る意味がわかりません．

太郎さん>これを区別するために時空の対生成や対消滅がおこっているであろうものを"無"とよぶらしいです．時空がない(時間や空間がない)のだからなにもないということで"無"なのでしょうね．

しかし先の説明では，量子的に小さい時空があったのではないのですか？そして，小さい時空もあり，なにものかが対生成や対消滅しているのだから，なにもないとは言えないのではないですか？（初めから質問し続けている通り）

太郎さん>無に存在するミクロな時空が確率的に実空間に現れ，ミクロな真空な時空が誕生しインフレーションをおこしビッグバンとなり

これも仰る意味がわかりません．ビッグバン以前に時空は一体あるのですかないのですか？確率的に実空間に現れるとはどういう状態ですか？ミクロな真空な時空とは何ですか？無と真空は同じではなかったのですか？

なんとなく さんのレス (2006/12/03(Sun) 16:26)

>不思議がいっぱいさん

ちょっと行き過ぎたところがありますので，反省と確認をしておきます．不思議がいっぱいさんが温度や圧力，密度をなどを分子モデルで捉えておられたので気付くべきだったのですが，私の説明は自分流の解釈にすぎません．そこで使った物理量の概念は間違いではありませんが，専門家の一般的な定義とは異なると思います．おそらく，本当はすべて熱（統計）力学的に定義してある筈です．それらは宇宙論の専門家の書かれた書物か論文を読むしかないかも知れません．ただ，私の持ち出した概念は物理の基本概念であり，当然普遍的なものですから，それらの総集成あるいは応用問題である宇宙論の理解は基本概念の理解なしでは相当困難です． 不思議がいっぱいさんの質問内容が素朴であるが故に本質に迫っている部分があり，勢い，説明として中途半端に専門的な部分を書きすぎたと思います．ま，想像ですがと断りましたが，難しい言葉で惑わすことを衒学趣味といいます．それに堕している結果になっています．啓蒙書やネット上でも多く見受けられるので，EMANさんのコメントは実に含蓄のあることです． 不思議なことがあるからこそ物理は面白いです．その疑問をバネに一つずつの概念を繙いていってください．

>太朗さん 相対論についての見解はともかく，他にそれほどの意見の相違は無い様に思えますが．ただ，時空間の対生成・消滅という概念は寡聞にして知りませんでした．私の知る限りの物理法則，仮説，論文等でも見掛けた覚えがありません．宇宙論特有かも知れませんが，よろしければ御紹介ください．Ｄ-ブレーンの衝突の話などはごく最近のことですし，生成・消滅とは少し違うようですが．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 18:40)

>なんとなくさん

はい． 相対論の重要度(？関連性？)でのみの相違だと思っております． 誤解を招く表現をお許し下さい．

また私は専門家ではないので詳しくはわかりません．あくまで私見です． イメージ的には時空に対する"真空"という概念を言葉を区別して"無"と表現しているのだと考えております． いかがでしょうか？

以下は不思議がいっぱいさんに対するレスです．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 18:41)

携帯からなので引用しづらく私にもわからない質問もあるのですが意見を述べたいと思います．

なぜ相対論がですが 相対論以前は宇宙のいう入れ物の中がありその中の物質に関する物理しか議論されなかったわけです． しかし相対論ができそれによると入れ物であるはず時空(時間や空間)そのものも動的なものであるとわかりました． だから入れ物である宇宙そのものも物理の対象となったのです．

それで宇宙創成の議論ができビッグバン理論とかがあるのだと思います．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 18:42)

特異点について． 相対論が正しいなら宇宙は特異点(物理が破綻してしまう！)から始まっていることになります． しかし特異点から始まってるならばそこでは物理が破綻してしまっているので未来予測ができません．なので今の宇宙を予言できません． というのが宇宙初期特異点が嫌われやすい理由ではないでしょうか？ よくわかりません(汗)

はじまりの1点の話はそうだと思います．

地平線問題については詳しくはわかりません． ただビッグバン理論では説明できない重要な問題であることは確かだと思います．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 18:43)

それらとはビッグバン理論では説明できない地平線問題をふくむいくつかの問題のことです．

真空のエネルギーですが "何もない"と思っていてもエネルギーは零ではなく真空のエネルギーが存在し，そこでは対消滅や対生成がたえずおこっているということでしょうか…． 詳しい方のフォローが必要ですね(汗)

量子的なミクロな宇宙ですが これはインフレーション開始時の元の宇宙のことです．

時空が小さいですが 一応空間が小さいと思っていただいて構いません．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 18:45)

真空の意味ですが 真空という言葉は入れ物(時空，宇宙)があってもちろん入れ物の中に物質があるわけですが物質に対して用いられる言葉だと認識しています． つまり物質がなにもないと思っていても実は対生成や対消滅がおこっていると…．そんな感じだと思います．

よくわかりませんか． 入れ物の中の物質に対して真空というものを考えましたがそれを入れ物である時空に対しても考えようと． つまり 真空→実は物質ができたり消えたり． 無→実は時空ができたり消えたり．

みたいな関係だと考えています．

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 18:48)

さらに時空ができたり消えたりの世界は真空では一見ものがないようにみえるように時空がないようにみえるはずです． つまり何もない世界で時空ができたり消えたり．

みたいな雰囲気ではないでしょうか．

といった風に考えていたわけですが段々とよくわからなくなりました(汗)

知識人の方に後は頼みたいですね．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/03(Sun) 20:05)

>太郎さん

噛み砕いた説明をどうもありがとうございました．今度はかなりわかりやすかったです．

No.13013の話は，ニュートン物理学の絶対的時空からアインシュタイン物理学の相対的時空への移行ですね．特異点の話もよくわかりました． 特異点では物理が破綻してしまうということですが，アインシュタイン物理学が破綻するというだけであって，量子論的物理学なら破綻しないということはないのでしょうか？（プランク定数を入れるなどして）

太郎さん>"何もない"と思っていてもエネルギーは零ではなく真空のエネルギーが存在し，そこでは対消滅や対生成がたえずおこっているということでしょうか…．

何が対消滅や対生成するのかを自分で考えてみたのですが，なんとなくさんがご自分の意見は太郎さんのご意見とそれほどの相違は無い様に思えると仰っていたので，No.12971のなんとなくさんの言葉をここで使わせていただきますね． 対消滅や対生成している何かは『仮想的だが実在するエネルギー，ちょうど電磁場における仮想光子のようなもの』なのではないでしょうか．広瀬立成氏の『対称性から見た物質・素粒子・宇宙』という本の191ページに 「さらに光子は，電子と陽電子の対に分かれることができ，それらの対は消滅して光子にもどる．中心にある裸の電荷のまわりでは，プラスとマイナスの仮想的な電荷が絶えず生成と消滅をくりかえしている．」 とあります．これをもう少し読みすすむと『真空分極』という語が出てきます．これらのキーワードの重なりは偶然なのでしょうか？

>なんとなくさん

ご心配なく．なんとなくさんの説明はとてもわかりやすかったので，私は惑わされていません．わからない専門用語は，私が後で自習することで，なんとなくさんの仰った事が正しいか間違っているかが判断できると思います．自習で判断できないほど難しかったらまたここに来て質問します．

私が一番知りたいと思っていた事は，時空が無いという状態で何かが起こることがどのように可能なのかということです．なんとなくさんの説明が正しければ，エネルギーという非物質が，それを可能にするという答えになります．エネルギーとは多分，素粒子を生成するもの，クオーク，レプトン，ゲージ粒子の振る舞いのことか，または超ひも理論で言われるひもが作る振動なのだろうと素人ながらに推測しています（これらは全て非物質ですよね？でも，非物質が集まって物質になるというのも少し変な感じがします）．

もう一つしっくり来ないのは，量子論的な時間とはどんなものか，ということです．量子論的な空間がマクロ的に殆ど無視できるほどの微小な空間と理解して良いなら，量子論的な時間とはマクロ的に殆ど無視できるほどの微小な時間です．しかしそれは変ではありませんか？ビッグバン以前にはずっとその微小な時間が続いていた筈はないと思うのです．何故なら「ずっと」なら微小な時間になりえないから．やはりビッグバン理論は無理のある仮説なのでしょうか．

もう一度，太郎さんにお礼を言います．携帯なのにあれほど手をかけて答えて下さり，本当にありがとうございました．

CO さんのレス (2006/12/03(Sun) 20:59)

> 不思議がいっぱい さん > やはりビッグバン理論は無理のある仮説なのでしょうか．

理解して頂きたいのは<b>「ビッグバン理論」は宇宙創生の瞬間を扱う理論ではない</b>ということです． ビッグバン理論が相対論を基礎に置いている以上，宇宙創生の瞬間というのは理論の適用範囲外です． (超高エネルギー密度下では相対論と量子力学が相容れないことがわかっています) 時空間はそこにあったとして話を進めます．

一方，宇宙創生の瞬間を扱える理論はまだ共通の理解が得られておらず，色々な人がいろいろなことを言っている段階です．

用語の整理をすると，

「ビッグバン理論」 … 宇宙が高温・高密度状態からはじまったとして，その後の<b>宇宙の成長</b>を考える 「宇宙創生の理論」 … どのようにして<b>宇宙が生まれ</b>，ビッグバンが起こりうるかを考える(「無」が出てくるのはこちら側)

という関係にあると考えれば良いのではないでしょうか．

「ビッグバン理論」は宇宙の成長に関して観測結果とつじつまの合う多くの説明を与えてくれる有益な理論です． 過去にビッグバン(超高温・高密度状態からの爆発的膨張)があったのはほぼ確実です．

不思議がいっぱい さんが疑問を持っているのは「ビッグバン理論」に対してではなく「宇宙創生の理論」に対してだと思います． 宇宙創生の理論で無理が生じるからといって，ビッグバンまで否定されることにはなりません．

ちょうどニュートン力学が で相対論の近似となっているような感じで， 宇宙創生を扱える理論は低エネルギー側で，ビッグバン理論とうまく接続されることになると思います．

上の二つを区別せずに，宇宙創生〜宇宙の成長までをあわせて「ビッグバン宇宙論」と呼んでいることがあります． これが混乱のもとではないでしょうか． どこまでが実験的・観測的に確認されていることで，どこからが理論の話なのかを区別する必要があると思います．

# 例として適切か微妙ですが，19世紀には赤ん坊が創世される過程(創世の理論)は良く解りませんでした． # (あまりにもミクロなできごとで観察できなかった) # しかし，一度生まれてしまえば，その成長についてはよく理解されていたと思います． # 宇宙についてはいま，19世紀のような状況なのだと考えると理解しやすいでしょうか・・・？

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 21:25)

言わなければならないなぁと思ったことをCOさんがわかりやすくおっしゃってくれています． 私はまだまだ表現が下手なようです．

不思議がいっぱいさんの疑問にはまたその後で考えることにしましょう．

>COさん フォローありがとうございます． また，お気遣いありがとうございました． 途中での失礼な発言をお許し下さい．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/03(Sun) 22:35)

>COさん

確かに私は「ビッグバン理論」は宇宙創生の瞬間を扱う理論ではないということをこちらで初めて教えていただきました．しかしこの理論は，観測から計算することで，「ビッグバンがあった．それによって時空が（一部であれ）創生された」と確実に考えており，我々の居るこの時空の創生を証明なしの前提として理論を繰り広げているのですよね．それなら，その理論は時空の創生を肯定的に断言してるということになりますよね．ところが，そう断言しておきながらその理論では時空の創生証明が不可能である，または矛盾が起こるというのなら，その理論は「無理のある仮説」ではないか，と思ったわけです．いくら宇宙の成長に関して観測結果とつじつまの合う多くの説明を与えてくれる有益でも．矛盾が見つかった時点でその仮説は葬り去られるべきではないのですか？

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 22:47)

>不思議がいっぱいさん，COさん

COさんがお答えになられるでしょうけれども私からも一つ言わせて下さい． COさんがおっしゃっていますが ビッグバンで宇宙が創成されたわけではありません． 詳しくはわからないのできっとCOさんかもしくはどなたかがおっしゃってくれることを期待しましょう．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/03(Sun) 22:52)

>太郎さん

あれっ，私は何か誤解してるのでしょうか． 少なくとも私達が居るこの時空はビッグバンで創生されたのではないのですか？

太郎 さんのレス (2006/12/03(Sun) 23:01)

COさんがおっしゃっていますが

ビッグバン理論のスタートは 超高密度，超高温の小さい時空(つまりはなんとなくさんのいう素粒子のスープといった感じ？)からだと思います．

CO さんのレス (2006/12/03(Sun) 23:09)

{[宇宙創生] --(1)--> {[時間の始まり]},[ビッグバン] ( ) ====> [プランク時間] ( ) ==(2)==> [インフレーション] false vacuum ( ) ==> クォーク・ハドロン相転移 ( ) ==> ニュートリノ分離・電子陽電子対消滅 ( ) ==(3)==> {軽元素合成，銀河形成など} ====> (現在の宇宙)

(※ ↑ 2006/12/4 8:15 修正)

といった時系列になると考えて良いと思います． ビッグバン理論は [ビッグバン] を出発点として考えましょう，という理論です． <s>またはもう少し拡張して (2) を含めて議論します．</s>

「無」だとか「時空の創世」がでてくるのは，おそらく [宇宙創生] から (1) の過程です．

2. の過程は最近になって実験的・観測的にも確認されつつあります．
3. → (現在の宇宙) については，おおざっぱには，かなり良くわかっています．

<s>「ビッグバン」は現在では開始点ではなく通過点だと思って下されば良いと思います． 昔は [ビッグバン] = [宇宙創生] と呼んでいた時期もあったと思います． なので，現在でも [宇宙創生] をビッグバンと呼んでしまうこともあるのだと思います．</s>

ところで，不思議がいっぱい さんは 「時空の創世を説明できないから，時空の存在を基礎におくビッグバン理論は捨て去られるべきだ」 と主張されているのですか？

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/03(Sun) 23:44)

>太郎さん，COさん

ビッグバンはプランク時間と元素合成の間にあったのですね．ここも誤解してました．誤解がどんどん明るみに出てきて嬉しいです．

てっきりビッグバンが温度低下，真空の相転移を引き起こしたと思っていたのですが，それは間違いであるといういうことなのですね？（私の持っている本のダイヤグラムでは，プランク時間から既に温度低下がある．相転移はプランク時間と元素合成の間にあるのだが，二度なので，一度であったであろう(?)ビッグバンと一致しない）

そうすると，ビッグバン以前に小さい時空も既にあったわけだし，ビッグバンが温度低下，真空の相転移を引き起こしてもいないのなら，ビッグバンが時空創生したのではない可能性が考えられるということなのでしょうか？

CO さんのレス (2006/12/04(Mon) 00:00)

「ビッグバン」の言葉の定義に関して，ちょっと怪しい気がしてきました・・・． ビッグバンは多重の意味で用いられている可能性があります．

手元の天文学の辞典には，私が説明したような感じで書いてあります． 一方，Wikipedia(英語版)を参照してみると，複数の意味を持つとあります．

<s>あらっぽく言えば [宇宙創生(広義ビッグバン)] ==(1)==> [プランク時間] ==(2)==> [ビッグバン(相対論的ビッグバン)] の過程は全部含めてビッグバンかもしれません．(1秒足らずのあいだのできごとです) または本当に創世時点のみを big bang と呼ぶかもしれません．</s> 理論によって big bang の定義が異なる可能性もあります． ※ これについてはきちんと調べてみます，すみません． (↑ 追記: そのようです)

温度低下は (1) -> (2) -> (3) -> (4) の過程を通じて，ずっと起こっています． 真空の相転移はたぶん (2) の段階だったと思います．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/04(Mon) 00:04)

ＣＯさん＞不思議がいっぱい さんは 「時空の創世を説明できないから，時空の存在を基礎におくビッグバン理論は捨て去られるべきだ」 と主張されているのですか？

いいえ，違います．問題や矛盾を起こす理論は， いくら役に立とうとも，(間違った仮説であることがわかったのだから） 捨て去られるべきだと言ったのです．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/04(Mon) 00:24)

ＣＯさん＞これについてはきちんと調べてみます

ありがとうございます．ぜひ宜しくお願い致します．

ＣＯさん＞真空の相転移はたぶん (2) の段階だったと思います．

（相対論的)ビッグバンの前で相違点は終わっていたのですね．なるほど． 私の知るビッグバンは広義ビッグバンだけで， 今回教えていただいた相対論的ビッグバンは全く存知ませんでした．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/04(Mon) 00:28)

「相違点」ではなく，「相転移」でした．失礼しました．

CO さんのレス (2006/12/04(Mon) 08:50)

13038,13042 を修正させていただきました．

現在，いろいろな理論があるようです． a. 宇宙創生まで扱うもの b. 時間の始まりを出発点として現在の物理学を総動員するもの c. 一般相対論を基礎とする(古典的な?)ビッグバン理論 など．

これらそれぞれが，開始点を「ビッグバン」と呼ぶので紛らわしいのではないかと． 不思議がいっぱい さんが疑問に思ったのは，たぶん a. の理論． 私や太郎さんが考えているのは b. または c. の理論ではないでしょうか．

最終的には b. や c. は a. に取り込まれるはずですが， a. はまだまだ完成していません． (以上は私見です)

以下のサイトに a. の段階からわかりやすく書いてあります． ただし a. の段階については実験や観測で確認されているわけではなく，本当かどうかわかりません．

• http://www.historyoftheuniverse.com/macrocos.html

CO さんのレス (2006/12/04(Mon) 09:20)

> 不思議がいっぱい さん > 問題や矛盾を起こす理論は， > いくら役に立とうとも，(間違った仮説であることがわかったのだから） > 捨て去られるべきだと言ったのです．

何を仮説としているかを勘違いされているのだと思います． (c. の意味での)ビッグバン理論は出発点と適用範囲を間違えなければ特に問題はないと思います．

ビッグバン理論も全てを説明できる理論ではありません． しかし，ある範囲内では実験・観測結果ときちんとつじつまが合った理論だと思います．

なんとなく さんのレス (2006/12/04(Mon) 11:24)

なんとなくです．

不思議がいっぱいさんの話のなかでタイムスケジュールの話が出てきたので，もうご存知かもしれませんが，ビッグバンの時期（の主張）は大きく分けて，インフレーション前と後のどちらも正統な宇宙論の仮説として存在します．どちらかを捨て去るほどの強力な論拠はまだ無いようです． したがって，文献によって異なる表現があるので，注意が必要（どちらの立場の著書か）です．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/05(Tue) 03:43)

ＣＯさん，修正とサイトのご紹介ありがとうございました． なんとなくさん，コメントありがとうございました．

平日にはどうも時間が取りにくいので，週末にまた来ます．

CO さんのレス (2006/12/06(Wed) 15:08)

ちょっと追加です．参考になりそうな資料をみつけました．

ガモフ(ビッグバン理論提唱者)自身が考えていたことは

• http://prola.aps.org/abstract/RMP/v21/i3/p367_1

のレビュー論文に書かれています．(※ 英語です) 1949年・・・50年以上も前の論文ですが．

不思議がいっぱい さんの元々の疑問である「無」について解決してくれる わけではありませんが，ビッグバン理論がどういう背景で，何を仮説とし， 何を説明しようとしていたのかがわかると思います．

不思議がいっぱい さんのレス (2006/12/14(Thu) 07:09)

週末に来ると言いながら，遅れまして申し訳ありません． 皆様のお陰でビッグバン宇宙論に対する素人的疑問がどのような誤解に基づいて いるのかが分かってきました．

私の疑問は確かに宇宙創生自体に関するものなので，このままこのスレッド名の もとで質問するのは不適当ですね．しかも，宇宙創生説はまだ合意されたものは 無いということですし，どんな諸説が出されているのかが知りたいところですが， それはもう「数式掲示板」で議論する内容ではないのかも知れません．

なんとなくさんがNo.13002で書かれたＤ-ブレーンの衝突の話ももっと拝聴したいと 思っていたのですが，それには物理の基本的な概念をもっと勉強してからの方が良いと思い直し（今聞いても，猫に小判でしょうから（笑）），後ろ髪を引かれながらもこれで終了することにします．

どうも有難う御座いました．また宜しくお願い致します．