工学系研究科 TAKAHASHI 物理科学専攻 TOMO 髙橋智准教授「初期宇宙論」「宇宙の暗黒成分」 [キーワード] インフレーション宇宙論，宇宙の構造の起源，暗黒物質宇宙の始まりに迫る，インフレーション宇宙論．研究紹介 ◆研究概要「宇宙には始まりが存在し，かつて超高温・高密度の熱い火の玉のような状態だったものが，現在まで膨張して宇宙が進化してきた」というのがビッグバン宇宙標準理論です．この理論は，いろいろな観測事実をうまく説明できる一方で，いくつかの問題点がありました．この問題点を解決するために，熱い火の玉になる前に，「インフレーション」と呼ばれる宇宙の急激な加速膨張があったとする「インフレーション宇宙論」が提唱されました．当研究室では，このインフレーション宇宙論について研究しています．イメージ図：宇宙の歴史 ◆宇宙に存在する“偏り” 宇宙の中の銀河の分布を観測すると，宇宙には「ほぼ一様」に銀河が存在していることがわかります．しかし，詳しく観測してみると，完璧に一様ではなく，銀河の密度の濃い部分，薄い部分といった“偏り”が存在しています．そして，銀河を構成している天体自体も，もともとは，宇宙空間に何らかの理由で物質の “偏り”が生じ，そこに引力などの力が働き集まってできています．また，宇宙のあらゆる方向から「ほぼ一様」に飛来している，宇宙マイクロ波背景放射（初期宇宙に存在していた電磁波）も，方向によって 0.001％ほどの“偏り”が存在しています．このような“偏り”が，宇宙誕生後に何らかの事象によって作られなければ，宇宙の中にある星や銀河のような宇宙の構造が作られず，宇宙の姿は全く違ったものになってしまいます． ◆インフレーション宇宙論現在，“偏り”を作り出したと考えられている理論が「インフレーション宇宙論」であり，これはビッグバンが起こる前に，ほんのわずかな時間で，宇宙が 1026 倍にも引き延ばされる急激な膨張をした時期があったとされるものです．このインフレーションにより，初めにあった小さな量子“揺らぎ”が引き伸ばされて，銀河などを構成していく“偏り”のタネになったと考えられています．また，インフレーション時に宇宙は真空のエネルギーに満たされて，急激に膨張しました．さらにこの真空が相転移することにより，莫大な熱エネルギーを生み出し，ビッグバンの始まりである火の玉状態を形成したと考えられています．このように，インフレーション宇宙論は，ビッグバン理論では説明できない様々な現象を説明する理論です．掲載情報 2016 年 9 月現在宇宙が気になる方へ一言アピール産学・地域連携機構より佐賀大学研究室訪問記 2016 宇宙は多くの謎，そして驚きに満ちています．現代科学が解き明かす宇宙について，少しでも皆さんと共有できたら嬉しく思います．インフレーション宇宙論は，衛星からの観測結果など宇宙の構造を調べることで検証していくことができます．今後もさらに様々な精密宇宙観測データが得られると期待されており，髙橋准教授は，こうした観測結果をもとにインフレーション宇宙論について検証し，宇宙の始まりに迫る研究をしています．佐賀大学産学・地域連携機構（佐賀県佐賀市本庄町１番地）（お問い合せ先）国立大学法人佐賀大学学術研究協力部社会連携課 TEL：0952-28-8416 E-mail：[email protected]