ビッグバン理論は、今日目に見える存在のスリヴァーに基づいて、宇宙の140億年の物語を再構築しようとする宇宙学者の最善の試みを表しています。
「ビッグバン」という用語の使い方は人によって異なります。最も一般的には、それは観測可能な宇宙の弧を示しています。観測可能な宇宙は、最初は密度の高い高温の状態から薄くなり、冷却されています。この説明は、宇宙が拡大しているという考えに要約されています。生物学における適者生存の類推はほとんど議論の余地がないと考えられています。
より具体的には、ビッグバンは、観測可能な宇宙自体の誕生を表すこともできます-何かが変化した瞬間、今日につながったイベントを開始します。宇宙学者たちはその数分の1秒の詳細について何十年も議論してきましたが、今日でも議論が続けられています。
古典的なビッグバン理論
人類の歴史のほとんどにおいて、空の観測者はそれを永遠で不変であると想定していました。エドウィンハッブルは、1920年代に実験的な打撃を与えたこの物語を、天の川の外にある銀河が存在することと、それらの光が引き伸ばされているように見えることを示したとき、実験的な打撃を与えました。
現代ベルギーの物理学者であるジョージルメールは、ハッブルなどのデータを宇宙の拡大の証拠として解釈しました。これは、アインシュタインが最近発表した一般相対性理論の場の方程式によって許可された可能性です。振り返ってみると、ルメールは、今日の分離銀河が「原始の原子」と呼んだもので一緒に始まったに違いないと推測しました。
Lemaîtreのアイデアの現代的な用語の最初の公の使用は、実際には批評家-イギリスの天文学者Fred Hoyleから来ました。 1949年3月28日、ホイルは拡張の希薄化を打ち消す問題を生み出した永遠の宇宙の彼の好まれた理論の擁護の間にこの言葉を作り出しました。ホイル氏は、「宇宙のすべての問題は、遠い過去の特定の時期に1つのビッグバンで作成された」という考えは不合理だと述べた。後のインタビューで、ホイルは中傷的な名前を意図的に発明したことを否定しましたが、モニカーは、一部の人の欲求不満のために立ち往生しました。
「ビッグバンは本当に悪い言葉です」とプリンストンの宇宙論者、ポール・スタインハートは言った。 「ビッグストレッチは正しいアイデアをとらえます。」シュタインハートによれば、爆発の精神的なイメージはあらゆる種類の混乱を引き起こします。これは、中心点、拡大するフロンティア、および軽い破片が重いチャンクよりも速く飛ぶシーンを意味します。しかし、拡大する宇宙はそのようなものには見えない、と彼は言った。中心も端もなく、大小の銀河はすべて同じ方法でスライドして離れます（ただし、宇宙論的に最近の暗黒エネルギーの影響により、遠方の銀河はより速く離れていきます）。
その名前に関係なく、ビッグバン理論は、私たちが見ているものを説明するその比類のない能力が広く受け入れられていることを発見しました。たとえば、最初の3分間の光と陽子や中性子などの粒子のバランスにより、現在のヘリウムやその他の軽原子の量を予測する速度で初期元素が形成されます。
「核が形成される可能性のある小さな時間枠が時間の中にあった」とニューヨーク大学の宇宙論学者であるGlennys Farrarは言った。 「その後、宇宙は膨張し続け、お互いを見つけることができなくなり、それが暑くなる前に」
次の378,000年間、曇ったプラズマが宇宙を満たし、さらに冷却されて電子と陽子が中性水素原子を形成し、霧が晴れました。このプロセス中に放出された光は、その後マイクロ波に拡大され、研究者が直接研究できる最も早い既知の物体です。宇宙マイクロ波背景放射（CMB）放射として知られている多くの研究者は、これをビッグバンの最も強力な証拠と考えています。
爆発的なアップデート
しかし、宇宙学者が宇宙の最初の瞬間にさらに押し戻されたとき、物語は解明されました。一般相対性理論の方程式は、無制限の熱と密度の最初のスペック-特異性を示唆しました。物理的な意味があまりないことに加えて、単一の原点は滑らかで平坦なCMBと一致しませんでした。斑点の手ごわい温度と密度の変動は、さまざまな特性を備えた空の帯を生成しますが、CMBの温度は、ほんの数分の1だけ変化します。時空の曲率も非常に平坦に見えます。これは、ほとんどの宇宙学者がありそうもない、物質と曲率の最初からほぼ完璧なバランスを意味します。
アランガスは、1980年代の1秒の最初の部分の新しい画像を提案しました。これは、宇宙がその最も初期の瞬間を今日よりも指数関数的に速く成長させたことを示唆しています。ある時点でこのプロセスは停止し、ブレーキをかけると、高密度で高温の（ただし無限ではない）粒子の混乱が発生し、特異点の代わりになります。 「私の心の中で、宇宙が熱くなったとき、それはビッグバンだと思います」とファラーは言った。
インフレ理論は、それが呼ばれているように、今や競合するモデルがたくさんあります。宇宙がこれほど急速に拡大した理由について誰もよく知りませんでしたが、理論は一見ありそうにない特徴のないCMBを説明する能力で人気が高まっています。 「それは非常に甘い話だ」とスタインハートは理論の発展を助けたと述べた。 「それは私たちが私たちの子供たちに伝えるものです。」
インフレを超えて
最近の研究では、インフレ理論の宇宙の物語に2つのしわが導入されています。スタインハートと他の研究者は、インフレは一部の地域（観測可能な宇宙など）では止まっていたが、他の地域では続いていて、スタインハートが述べているように「考えられるすべての宇宙論的特性」を持つ一連の別々の領域を生み出していると示唆しています。多くの物理学者は、この「多元的な」画像は不愉快なものだと思っています。なぜなら、それはテスト不可能な予測を無限に行うからです。
実験の面では、宇宙論者は、インフレーションがわずかな温度と密度の変化を生み出したのと同じように、CMBに銀河にまたがる重力波を生み出したはずであると予想しています。現在の実験はそれらを見つけるのに十分敏感であるはずですが、原初の時空リップルは現れていません（2014年に1つの誤警報にもかかわらず）。
多くの研究者は、まだ存在している多くのインフレモデルを停止または検証する可能性のある、より正確なCMB測定を待っています。他の物理学者は、しかし、コスモスの滑らかさを問題としてまったく見ていません-それは最初から均一で説明の必要はありません。
実験主義者は新しいレベルの精度を目指して努力していますが、一部の理論家はインフレから離れて、宇宙を平らに押しつぶす他の方法を模索しています。たとえば、スタインハルトは「ビッグバウンス」モデルに取り組んでいます。これは、開始クロックをさらに早い段階に押し下げ、時空を滑らかにし、爆発的な拡大の舞台を設定しました。彼は、やがて、原始的な重力波の欠如のような問題に加えて、新しいシグネチャーが宇宙学者に新しい創造の物語を語り、伝えてくれることを望んでいます。 「他に注目すべき機能はありますか？」スタインハルトは、「数年後にもう一度尋ねてください。私は答えを期待しています。」
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