やっぱり物理が好き

素粒子物理や数学の勉強記録、海外滞在記、その他徒然日記
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宇宙論(6)

 予定していた勉強範囲を終えました。だいぶ頭の中がスッキリとした感じ。

 宇宙論って、それ自体はさほど難しくはないのです。しかし、基本的な考え方に基づく理論構築がたくさんあって、ちょっと混乱しそうになります。基礎物理の復習や確認、物理的センスを磨くのにも、宇宙論はなかなか良さそうです。

 最後の勉強範囲は、

『なっとくする宇宙論』二間瀬敏史著(講談社)

第4章 宇宙はこうして宇宙になった
 4.4 宇宙の晴れ上がりとその後の宇宙

第5章 宇宙・まだ解けないこれだけの謎
 5.1 悩める二つのパラドックス

です。一番面白いところですね(個人的には)。

 宇宙温度が約3000度に冷えた頃、電子のもつエネルギーが小さくなり、原子核のクーロン力によって捕獲されます。原子の誕生ですね。そうすると電子によって散乱されることのなくなった光子は、自由に走り続けることができます。
 これが、”宇宙の晴れ上がり”といわれる時期です。

 この”宇宙の晴れ上がり”という言い方、日本だけの表現だと聞いたことがあるのですが、実際はどうなのでしょう。

 現在の宇宙には、銀河や銀河団などの構造があります。この構造の起源を探る研究もなされています。

 宇宙が完全に一様等方だったとしたら、構造はうまれません。わずかな物質の密度ゆらぎが自己重力によって成長し、構造が形成されたとする説(=重力不安定説)があります。

 密度のゆらぎがあると、重力によって密度の高い部分に集まろうとします。が、逆に圧力が外向きに働き、ブレーキがかかります。圧力が働くより速く重力が働けば、密度ゆらぎは成長することができます。
 この条件から密度ゆらぎのスケールを見積もってやると、あるスケールより大きな密度ゆらぎがあれば成長できる、というスケールが決まります。これをジーンズ長(ジーンズ・スケール)といいます。これを宇宙初期の歴史に沿って考慮すると、構造形成について、いろいろなことがわかります。

 長いので、続きは次の記事で。
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