「宇宙の創生」の仕組みと宇宙物理学の歴史
この講義シリーズは第2話まで
登録不要で無料視聴できます!
第1話へ
▶ この講義を再生
この講義の続きはもちろん、
6,000本以上の動画を好きなだけ見られる。
スキマ時間に“一流の教養”が身につく
まずは72時間¥0で体験
(会員の方に広告は表示されません)
量子力学の歴史…始まりはアインシュタインの光量子仮説
「宇宙の創生」の仕組みと宇宙物理学の歴史(8)特異点定理と量子力学
岡朋治(慶應義塾大学理工学部物理学科教授)
宇宙はどうやってつくられたのか。この問題を回避しようとしたのが「振動宇宙論」である。しかし、この理論はエントロピーの問題によって挫折する。これに対して、ホーキンズとペンローズによって「特異点定理」が提唱されるのだが、そうすると「とても小さな状態から宇宙は始めなければいけない」ということになる。これは、どんな理論もそのままでは取り扱えないことを意味する。そこで、宇宙解明のために必要となってくるのが量子力学である。(全12話中第8話)
時間:8分29秒
収録日:2020年8月25日
追加日:2021年1月30日
カテゴリー:
≪全文≫

●振動宇宙論の挫折


 ビッグバンというものがまずあったということは、観測的に確認されたといっていいと思います。ただ、その前はどうなっているのかというのが、この次の話になります。それは、宇宙がどうやってつくられたかという話です。

 当然、宇宙は膨張していますから、ビッグバン以前にもさらに小さな状態があったに違いないということになります。そうすると、突き詰めれば無限小の点になってしまいます。それは物理的には取り扱えない、とても大変な状態ですので、できるだけそれを避けようとする動きが1930年代にはありました。

 例えば、宇宙は振動を繰り返すといったものです。スライドの右上の図の通り、横軸に時間、縦軸に宇宙の大きさを取ると、膨張したものはいずれ収縮に転ずることが分かります。一点とはいわないまでも、あるところまで収縮して、「ビッグバン」と呼ばれるような状態にまで持っていく(収縮した最後は「ビッグクランチ」といわれます)。このビッグバンを繰り返して、振動を永劫続けるということで、膨張と収縮を永遠に繰り返す宇宙が提唱された時期がありました。

 ただこのモデルは、そのままでは成功しません。なぜかというと、熱力学の法則で「エントロピー増大の法則」があり、同じことを何度も繰り返せないからです。物事は乱雑な方向に、乱雑な方向に行くということです。

 それを考慮すると、振動宇宙は実は、スライドの右の図のようにどんどん大きくなっていき、その周期もだんだん伸びていくということになります。これを「定常的な宇宙」といいますか、「永劫に続く宇宙」という理論の立場からすると、あまり望ましくはないのです。


●ホーキングとペンローズによる「特異点定理」


 そうこうしているうちに、1965年に「特異点定理」が証明されます。これは有名なスティーヴン・ホーキング氏とロジャー・ペンローズ氏の仕事です。

 「特異点定理」とはどういうものなのか、説明します。アインシュタインの理論に従って宇宙全体を考えると、膨張宇宙は特異点というものから始まらざるを得ない。もう一つはブラックホールの中心にもその特異点は現れるのですが、彼らが証明したのは、特定の状況下で特異点が出現するということです。

 特異点とは何かというと、...

スキマ時間でも、ながら学びでも
第一人者による講義を1話10分でお届け
さっそく始めてみる
(会員の方に広告は表示されません)
「科学と技術」でまず見るべき講義シリーズ
レアメタルの光と影(1)イントロ
イノベーションがレアメタルをコモンメタルにする
岡部徹
生成AI・大規模言語モデルのしくみ(1)生成AIとは何か
10年で劇的な進歩を遂げた生成AIと日本の開発事情
岡野原大輔
「進化」への誤解…本当は何か?(1)進化の意味と生物学としての歴史
実は生物の「進化」とは「物事が良くなる」ことではない
長谷川眞理子
水から考える「持続可能」な未来(1)気候変動の現在地
最悪10メートル以上海面上昇…将来に禍根残す温暖化の影響
沖大幹
科学的思考はなぜ大切か(1)「状態図」という概念
科学的思考とは「なぜ?」を追究していくこと
岡部徹
現在の宇宙の姿(1)星はなぜ自ら輝くのか
星はなぜ自ら輝くのか…宇宙と銀河の「現在の姿」を概観する
岡村定矩

人気の講義ランキングTOP10
編集部ラジオ2026(37)長谷川眞理子先生の公開収録!
【アンケート&公開収録】長谷川眞理子先生:男と女でどう違う?能力の高め方
テンミニッツ・アカデミー編集部
ロシア人の見る「ロシアの歴史」(2)タタールのくびきと「第三のローマ」
なぜロシアが「第三のローマ」なのか?…東ローマ帝国とモンゴル帝国の根深い影響を探る
上月豊久
『「甘え」の構造』と現代日本(1)「甘え」のインパクト
「甘え」は現代においてダメなものなのか…名著『「甘え」の構造』への2種類の誤解とは?
與那覇潤
『万葉集』と律令社会~官僚の心得と歌宴(1)国守・大伴家持と地方社会の日常
『万葉集』でわかる奈良時代の貴族と地方豪族の関係と日常…歌人・大伴家持の歌に秘められた国守時代の苦労話
上野誠
小澤開作と満洲事変・日中戦争(1)少年時代の苦労と五族協和の夢
満洲で「五族協和」に命を懸けた小澤征爾の父・小澤開作
小澤俊夫
「満洲」から考える日本とアジア(1)「満洲」を知る意義とは
「満洲史」はなぜ現代日本でタブー視されるのか?…王道楽土の夢とアヘンなどの裏面から見えてくる現代への教訓
宮脇淳子
『オデュッセイア』で読み解く神話の秘密(1)物語の構造を読み解くおもしろさ
『オデュッセイア』の面白さの秘密を神話の構造から読み解く…なぜ波乱万丈の神話が人間の創作の源泉になったか
松村一男
「進化」への誤解…本当は何か?(1)進化の意味と生物学としての歴史
実は生物の「進化」とは「物事が良くなる」ことではない
長谷川眞理子
万葉集の秘密~日本文化と中国文化(1)万葉集の歌と中国の影響
『万葉集』はいかなる歌集か…日本のルーツと中国の影響
上野誠
江戸とローマ~日本酒とワイン(2)ローマの酒文化とファストフード
ポンペイのファストフード店、遺跡が物語るローマの酒文化
本村凌二