宇宙その進化ニュートンからアインシュタインへ • ニュートンの力学理論では，空間は単なる入れ物 • アインシュタインの宇宙は，空間内の物質やエネルギーによって空間の形が変わる • 重力の源となるほど大きな物質やエネルギーの周りでは，空間自体が歪み，光もその歪みに沿って進む。光は曲がる⇦日蝕時の観測 • 1916年「一般相対性理論」発表「遠い星からの光は太陽の重力場によって曲げられる」⇨ ニュートン力学かアインシュタインの重力の理論か，という問題 • 1919.5.29.，エディントン（Sir A. S. Eddington）によって，西アフリカのギニア湾プリンシペ島で，日蝕の際に，地球から見て太陽の側にある星から出た光は太陽の重力場によってゆがめられるため，その見かけの位置が実際の位置からずれた。定常宇宙のための斥力 • 万有引力のために，星や銀河は接近し収縮してしまう。 • アインシュタインは永劫不変の宇宙を維持するために，方程式に宇宙項Λ（斥力）という新しい項を導入。ハッブル，E.P.の銀河観測1 • 遠方の銀河ほどスペクトル線の波長が赤い方，すなわち波長の長い方にずれていることを見出す。 • 赤方変移光のドップラー効果ハッブル，E.P.の銀河観測2 • 遠方の銀河ほど後退速度が速い • パーセクpcは3.26光年=29兆km 観測結果の解釈 • 遠方の銀河ほど，距離に比例した速度で早く地球から遠ざかる⇨ヨーイドン説（中心からの観測のみに対応）一般相対性理論と宇宙一様膨脹説一様なゴムひもに等間隔の印を付けてひっぱるどの印に観察者がいても膨脹する宇宙原理 • 宇宙には中心も端もなく，数十憶光年のスケールでみると，一様・等方的 • ハッブルの観測結果から，宇宙が膨張していることがわかり，フリードマンはアインシュタインの方程式を解いて，万有引力があっても宇宙が拡大することを示した • つまり，宇宙の始まりの初速度に帰することになる。進化する宇宙と定常宇宙 • 宇宙は熱い状態から出発し，大きな初速度で出発⇨ビッグバン • 膨脹速度はハッブルパラメータ H 72km/s/Mpc • 宇宙の物質密度が大きいと万有引力はいずれ膨脹の傾向に勝って収縮に転じる。物質密度が小さいと永遠の膨脹を続ける。境界値を臨界密度という。臨界密度と宇宙の進化の３解 • ρc = ３Ｈ２／（8πG) ただし，G はニュートンの万有引力定数 Hはハッブル定数現在の値は2*10-29 g/cm3 • 臨界密度より大きいと，開いた宇宙，小さいと，閉じた宇宙，釣り合っている場合は，平坦な宇宙。３解の図 • 横軸は時間，縦軸は個々の銀河間の距離の進化宇宙空間のイメージ宇宙の誕生 • 宇宙膨張率72km/s/Mpcの逆数は140億光年⇦宇宙の年齢の目安 • 物質ではない時間も空間もない無（ゆらぎ）から始まる • 宇宙のはじまりは，水素原子（1000万分の1mm）の1兆分の1（10-34cm）の大きさの物質。インフレーションで1cm に（最大の激変），そしてビッグバン 1030℃。加速膨脹する宇宙 http://www.athome.co.jp/academy/space/spc03.html 続く