1の1『自然と人間の歴史・世界篇』宇宙の誕生はどのようであったのか
宇宙は、一体どのようにして今日までたどりついたのか。そもそもの始まりは、今からおよそ１３８億年前（２０１３年に提出された新説）にまで遡るといわれる。そのことが発表された時の新聞記事には、例えば、こうある。
「宇宙は１３８億歳、従来説より１億年高齢。欧州機関が解析。宇宙の年齢はこれまで考えられていたより約１億年長く、１３８億歳とする最新の研究結果を欧州宇宙機関（ＥＳＡ）が２２日までに発表した。宇宙誕生のビッグバンから間もない時期に放たれた「最古の光」を詳しく解析した。
宇宙は従来説より１億年高齢の１３８億歳。ほぼ完璧な宇宙図で判明。最古の光は、現在の地球にあらゆる方向からマイクロ波として届き「宇宙背景放射」と呼ばれる。ＥＳＡは２００９年に打ち上げた宇宙望遠鏡プランクで１５カ月間にわたりマイクロ波を調べ、観測可能な最も初期の宇宙図を作製した。宇宙図にはマイクロ波を温度で表したときに見られるごくわずかなむらがあり、むらの分布から理論的に宇宙の年齢などを算出した。
９３年には米航空宇宙局（ＮＡＳＡ）のＷＭＡＰ探査機による宇宙背景放射の観測をもとに、宇宙は１３７億歳とされ定説となっている。（共同）」（２０１３年３月２２日付け日本経済新聞）
ここに引用の「宇宙図」の中に現れた色「むら」とは、温度の「でこぼこ」を表わしており、その度合いを温度の見えるカメラで調べると、摂氏０．００００３度位の僅かな差が検出できて。この結果から私たちの宇宙の年齢が計算できるはずだという。その解析は、現在も続いているらしい。プランク衛星によるデータの解析結果のまとめとしては、次のようだという。
「宇宙年齢：１３７．９６億±（プラスマイナス）５８００万歳、普通の物質の割合：４．８１％、ダークマターの割合：２５．７％、ダークエネルギーの割合：６９．７％±１．９％、ハッブル定数：６７．９±１．５（ｋｍ／ｓ）／Ｍｐｃ：、宇宙の曲率：平坦、ニュートリノの種類：３種類」（「プランク衛星がみた最古の宇宙」：雑誌「ニュートン」２０１３年６月号）
それでは、最初の最初の話は、なぜそうなったと考えられるのであろうか。現在の最も有力な説によれば、私たちの知る全ての始まりの「インフレーション」により、３次元の空間ができ、時間の刻みが発生した。そして「ビッグバン」へと繋がっていった、と考えられているという。アメリカの宇宙物理学者グースととともに、この理論の提唱者の一人とされる同学者の佐藤勝彦は、一般向けにこんな風に述べている。
「インフレーション理論は、従来のビッグバン理論の多くの問題点を解決します。その一つが、「なぜ宇宙背景放射はどこも同じ強さになっているのか」、つまりかつての小さな宇宙がなぜどこも密度や温度が均一だったのかという例の問題です。その解決方法は、次のようなものです。
生まれたばかりの宇宙が、全体的にはデコボコだらけだったとしても、ごく狭い領域だけを見れば、その中はほぼ一様になっているといえます。そしてこの狭い領域が現在の宇宙の大きさよりも大きくなるような急膨張を遂げれば、その中に住んでいる者にとって「見える範囲」の宇宙はきわめて一様になります。それがつまり、わたしたちが住んでいる宇宙の領域なので、宇宙背景放射は宇宙のどこでも同じ強さで観測されるのです。
したがって、観測可能な宇宙の「果て」を越えた、ものすごい大きなスケールで宇宙を見ることができれば、宇宙はけっして一様になっていないことでしょう。
また私はインフレーション理論を提唱した直後、インフレーションが起こると元の宇宙（親宇宙）から子どもの宇宙がたくさん生まれるという「宇宙の多重発生（マルチプロダクション）」という論文を、協同研究者と発表しました。これはある条件の下ではデコボコの「デコ（凸）」の部分が子宇宙へと発展することを示すものです。」（佐藤勝彦「眠れなくなる宇宙のはなし」宝島社、２０１６）
かかるインフレーション理論によると、一説には、この宇宙の始まりから１０のマイナス３６乗秒まではゆっくり（時間と大きさの両方とも）と膨脹したと考えられている。すなわち、ゼロ時点は「虚数の時間」とでも呼ぶべきものであって、無からの宇宙さう増がなされよう。そして、その時間が虚数から実数に変化する。さらにその後の１０のマイナス３６乗秒になると、インフレーション的な急膨張が開始されよう。それからは、「強い力」という力が働く相転移（そうてんい）と呼ばれる力の枝別れがあったのだと言われる。この相転移のまさにその時、１０のマイナス３４乗秒という極微の時間の過ぎる間に１００億のまた１００億倍といった途方もない大きさに急膨張し、かかるインフレーション膨張が終わり、俗にいうところの「火の玉宇宙」になったというのだ。
さて、そもそも現在に至る宇宙の創成がおよそ１００億年位であることの概略は、ハッブル定数からの演繹計算で導かれるものの、宇宙年齢推測の決め手としてはやはり観測データとの某かの照合に頼るしか「確かな推測」にはならないのであろう。何事も事の成り行きを遡るにつれて、そもそもの始まりはどうであったのか、そこからどう変化してきたのか、その詳細さは曖昧模糊になってゆくものだ。現代の、ありとあらゆる科学的アプローチをもってしても、これは避けがたい。
インフレーションに続くビッグバンの後には、宇宙は膨張が続き、それに伴って冷えていく。しかし、まだ極めて高温状態だったことから、素粒子の一つである「電子」は陽子などと結びついて原子核を形成することなく、大量にかつ自由に宇宙空間を飛び交っていたことだろう。そこでの光は、これらの電子と繰り返し衝突を余儀なくされるために、真っ直ぐに進むことができなかった。観測者がいたとしても、深い霧の中でのように不透明で拡大しつつある宇宙を遠くまで見通すことは不可能であったに違いない。
しかし、宇宙誕生からおよそ３７万年が過ぎた頃、宇宙の温度が３０００度（摂氏）位まで下がると、電子と陽子が結合して水素原子、さらにヘリウム原子となっていく。そのため、それまで自由に飛び交っていた電子はほとんどいなくなっていく。これを「宇宙の晴れ上がり」と呼ぶ。そうなると、それまで電子に遮られて真っ直ぐに進めなかった光が、宇宙空間を真っ直ぐに進めるようになっていく。さらに宇宙発生後にできてきた水素やヘリウムが集まって、銀河系が形成され始める。ここに水素のイメージは、太陽ー地球の系の大きさを１０の２１乗程度縮小したものが、水素原子を構成する陽子ー電子の系の大きさに対応するといわれる。その水素原子のイメージとして、水素原子内の電子はその陽子付近の半径１オングストローム（１０のマイナス１０乗メートル）程度の範囲内の空間のどこかに、もやもやした雲の如くに存在していると推定される。
ビッグバンからどのくらいかの時間が過ぎていき、私たちが「銀河系」と呼んでいる巨大な渦状の天体が形成された。
（続く）
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