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宇宙は何に向かって膨張しているのか？― サジャン・サイニ

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    ビッグバンで
    宇宙が誕生したのは
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    140億年くらい前のことです
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    宇宙は今も膨張していますが
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    何に向かってでしょうか？
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    とても難しい質問です
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    なぜなら
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    アインシュタインの
    一般相対性理論の方程式では
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    時間と空間を 互いに絡み合う
    宇宙を構成するものとして
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    記述しています
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    つまり 私たちが認識している
    時間と空間は
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    宇宙の一部としてのみ存在し
    その外側にはないのです
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    さて 日常の物体が膨張すると
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    より外側の空間へと広がっていきます
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    でも 膨張する空間が
    無いということならば
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    膨張するというのは
    一体どう意味なのでしょうか？
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    1929年 エドウィン・ハッブルによる
    天体観測が
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    明解な答えを出しました
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    彼は夜空を観測して
    全ての遠くの銀河が
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    地球から遠ざかる つまり
    離れて行くことに気付きました
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    その上 遠い銀河ほど
    より速いスピートで離れていきます
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    どう考えればいいのでしょうか？
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    オーブンで膨らむ
    ぶどうパンで考えてみましょう
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    各レーズンの間の生地は
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    均等に膨らみます
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    レーズンが銀河で
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    生地が銀河間の空間とすると
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    銀河間の空間の伸張もしくは膨張で
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    銀河が互いに離れて行きます
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    どの銀河からみても
    近くの銀河よりも
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    遠く離れた銀河の方が
    同じ時間の中で
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    より遠くに離れていきます
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    はたして
    一般相対性理論の方程式は
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    宇宙における重力と膨張の
    綱引きを予測します
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    銀河間の真っ黒な空間でのみ
    膨張が打ち勝ち
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    宇宙は広がるのです
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    これが答えです
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    宇宙は自分自身に向かって
    膨張しています
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    だから 宇宙学者は
    数学模型の限界を押し広げて
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    時空を超えて存在する
    何かを推測します
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    当てずっぽうではなく
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    ビッグバンの科学的理論にある
    欠陥を解決しようとする仮説です
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    ビッグバンは 物質が宇宙全体に
    均等に希薄なガスとして広がると予測しています
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    でも そうだとしたら銀河や星は
    どのように形成されたのでしょうか？
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    インフレーション模型は
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    短期間の極めて急激な
    膨張を記述します
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    これは宇宙初期の
    エネルギーの量子的ゆらぎを
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    最終的に銀河となる 集積したガスの形成と
    関係づけています
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    このパラダイムが正しいなら
    我たちの宇宙は無限、永遠に膨張する―
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    より大きな意味での宇宙の実体における
    １領域であることを意味します
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    我々はこの推測的な膨張する実体について
    何も分かっていませんが
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    例外は 数学的な予測によれば
    無限の膨張は
  • 3:01 - 3:05
    不安定な量子エネルギー状態により
    引き起こされるだろうということです
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    しかし局所的な領域の多くでは
    ランダムな結果として
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    エネルギー状態が安定状態に落ち着き
    膨張を止め 泡宇宙を形成するのかもしれません
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    それぞれの泡宇宙は
    ―我たちの宇宙もその１つですが―
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    固有のビッグバンや
    物理法則で記述されるのでしょう
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    私たちの宇宙がより大きな
    多元宇宙の一部であり
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    驚異的な速さで
    無限の膨張が起こるので
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    隣の宇宙と遭遇することは
    不可能なのかもしれません
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    ビッグバン理論は
    初期の高温宇宙では
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    基本的な力が１つのスーパーフォースに
    統一される可能性も予測しています
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    数学的なひも理論は
    亜原子粒子であるクォークや電子の
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    基本構造に加え このような統一について
    説明しています
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    提案された模型では 振動する弦が
    宇宙の構成要素なのです
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    弦の競合する模型が現在では
    統一的記述によってまとめられ
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    これらの構造が大規模で高次元の「膜」
    という面と相互作用するだろうと提案しています
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    私たちの宇宙はそんな膜の１つに含まれており
    戯れに名付けられた「バルク」―
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    つまり超空間という未知の高次元に
    浮かんでいるのかもしれません
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    その他の型の宇宙をを含む
    他の膜は超空間で共存し
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    隣同士の膜は重力のような基本的な力を
    共有さえするかもしれません
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    無限の膨張も膜も
    多元宇宙を説明していますが
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    無限に膨張する宇宙が孤立している一方
    膜宇宙は互いに衝突することもあり得ます
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    衝突の反響がビッグバン初期の名残である
    宇宙マイクロ波背景放射―
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    私たちの宇宙全体にこだまする輻射に
    現れているのかもしれません
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    今までのところ そのような
    宇宙の反響は見つかっていません
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    これらの異なる多元宇宙論も最終的には
    共通の記述にまとめられるか
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    他の何かに置き換えられることになると
    考える者もいます
  • 5:00 - 5:05
    今のところ これらの理論は
    数学的模型による推論的な探索です
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    これらの模型が多くの科学実験に
    ヒントを得 方向性を得る一方で
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    それらを直接試す客観的な実験は
    今のところほとんどありません
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    次のエドウィン・ハッブルが現れるまで
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    科学者たちは ただ競合する模型の
    簡潔さについて議論するに留まることでしょう
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    そして私たちの宇宙の向こうに
    何かがあるとして それを夢想し続けるのです
Title:
宇宙は何に向かって膨張しているのか？― サジャン・サイニ
Speaker:
サジャン・サイニ
Description:

約140億年前に宇宙はビッグバンにより誕生し、今も膨張しています。でも、宇宙はどのように、何に向かって膨張し続けているのでしょうか? サジャン・サイニがビッグバンに関する理論と、私たちの宇宙の向こうに何かがあるとしたら、それが何なのかを説明します。

講師: サジャン・サイニ
監督: Wooden Plane Productions
このビデオの教材: https://ed.ted.com/lessons/what-is-the-universe-expanding-into-sajan-saini
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:44

Japanese subtitles

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