一般論として、「宇宙はビッグバン(高温高圧大爆発)で始まった」ということは多くの人が一度は聞いたことがあり、漠然とそうなんだろうなあとは思っている人は多いと思います。
上図は見慣れたNASA作成の図
・宇宙が誕生して10の−34乗秒までの間にインフレーションによる急激な膨張があった
・インフレーションの後のマクロな宇宙をビッグバンの瞬間(火の玉)
という趣旨になっています
ビッグバン宇宙論(天文学辞典)
(前略)現在では宇宙の誕生は一般には以下のように考えられている。量子的論的な「ゆらぎ」によって莫大な数の小さな(ミクロな)時空(10-35 m程度)が誕生した。その中でインフラトン(用語の説明なし)と呼ばれるスカラー場のエネルギーによって時空が指数関数的な膨張をして、量子力学の対象とはならない程度の大きな(マクロな)宇宙になったものがある。この指数関数的な激しい膨張をインフレーションという。(中略)、このインフラトンのエネルギーが放射に転化してインフレーションが終わり、宇宙は高温・高密度の放射で満たされる。この時点のマクロな宇宙をガモフの考えたビッグバンの瞬間(火の玉)とする。このように、現在ではインフレーション理論と組み合わせた形のビッグバン宇宙論が宇宙を記述する標準宇宙モデルとなっている。
インフレーション(天文学辞典)
宇宙誕生後のごく初期に指数関数的な膨張期(この期間の膨張をインフレーション膨張という)を考えることによって、古典ビッグバン宇宙モデルの問題点である地平線問題、平坦性問題、モノポール(磁気単極子)問題などを解決すると同時に、密度ゆらぎの起源も与える理論。
1979年にロシアのスタロビンスキー、1980年に米国のグースと日本の佐藤勝彦によってそれぞれ独立に提唱された。「インフレーション」という言葉はグースが論文のタイトルに使ってその後広まった。インフレーション理論の基本的な予言はさまざまな観測事実によく一致している。それらは宇宙の大域的一様・等方性、空間曲率が実質的にゼロであること、密度ゆらぎのスペクトルがほぼスケール不変であること、そしてその統計がガウス分布(正規分布)に従うことである。
インフレーション膨張期には物質密度揺らぎとともに時空の揺らぎである重力波も生成される。重力波は宇宙マイクロ波背景放射に偏光成分をもたらすため、観測的な検証として宇宙マイクロ波背景放射の偏光観測が計画されている。
以下も天文学辞典からの引用。
・地平線問題
宇宙マイクロ波背景放射は空の全方向から等方的に2.73Kの熱放射として観測されるが、このマイクロ波光子が最終散乱した宇宙の晴れ上がり当時の地平線は現在の天球上の角度にして約2度に過ぎない。全天を約2度の領域に分割すると1万個にもなる。これだけの数の因果的に独立した領域が、当時同じ温度を持っていたということに対する答え
・平坦性問題
標準的なビッグバン理論では初期の宇宙のエネルギー密度はどんな値をとっていてもかまわない。インフレーション宇宙論では、宇宙が生まれた直後に宇宙のサイズが指数関数的に膨張する。よって、元々の宇宙が平坦でないどんな曲率を持っていたとしてもこのようなインフレーションの過程によって極端に引き伸ばされて平坦化され、宇宙の密度は自然に臨界密度にほぼ一致する値をとることになる
・モノポール(磁気単極子)問題
この項目についての天文学辞典の記載内容は理解不能
,,,唯一分かるのはもともとのビッグバン理論だとモノポールが大量に発生して残ってしまうはずなのに、現実としてはモノポールは存在しない。これをインフレーションがあったとすると解決できるという主旨のようです。
ちなみにこれはwikiの「マックスウェル方程式」からの借用。
この二つの式は「モノポールは存在しない」という意味になりますが、宇宙開闢の理論において、現時点で存在しないモノポールが存在してはならないので、その説明が求められていた,,,ということだけは理解できますが、インフレーションを入れ込めばモノポールが存在しなくても説明が付く,,,ということが理解できません。










































