ビックバン、インフレーションに関する基本的な質問

質問を開いて下さりありがとうございます。
私は今大学で情報を専攻しており、物理に関する知識は高校生と同等な為、少々読みづらい点、表現方法に不適切な点、加えて飛躍的な発想等があるかとは思いますが、以下の質問に関しまして、答えて頂けますと幸いです。

ビックバンについてなのですが、無の状態であった宇宙に歪みが生じた結果、ビックバンが起きたと習ったのですが、この際のエネルギーはどこから得ているのでしょうか？

自分の想像で立てた仮説(全くの空想で理論には一切基づいていません)は以下の２つです。

1つ目は、無の状態であるとしつつも過冷却水のような状態であり、その中の一点において歪みが生じた結果連鎖的に宇宙が広がり、エネルギーもこの段階で逐次的に得た。というものです。

2つ目は、光速に近しい運動をすると時間経過が遅れ、不安定な素粒子の存在時間が伸びるという話、及びエネルギーの拝借量と存在時間の関係(エネルギーを多く借りるほど存在時間が短くなる*)から、宇宙空間も原爆爆発時の風の吹き戻しのように、いずれは収縮するが、空間の拡張速度が限りなく光速に近づくことで、半永久的な空間の拡張が実現している。というものです。

参照
*村上斉「宇宙とは何でできているのか」

私の質問及び私なりの考察と呼べないであろう空想について何かご指摘やご回答等を頂けますと幸いです。

最後になりますが、改めまして長文の質問に目を通して下さりありがとうございます。

質問者からの補足コメント

• 私としても、ある程度疑い深く読んでいたつもりではありましたが、物理専攻でない方向け宇宙に関するイメージ作りをさせる本であるという事を失念していました。
  ご指摘ありがとうございます。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2024/03/31 00:20

No.2 ベストアンサー 回答者： satoumasaru 回答日時： 2024/03/29 07:45

大きな誤解があるように思います。

一つ目についてですが

貴方のおっしゃる「過冷却状態で一点にゆがみ」というのではありません。その考えは空間があってそれが過冷却という特別な状態になっていてということですよね。ですが現在の宇宙論は空間そのものが宇宙開闢の時はなかったというものです。宇宙がインフレーション、ビッグバンというなかで「空間」がひろがってきたのですよ。

二つ目についてですが。

光速に近い速度になると時間が遅くなるといいます。しかしこれはあくまで静止系からみた速度なのですよ。光速に近い速度の系からみた静止系は同じように時間の速度が遅くなります。あらゆる慣性系において物理法則は同等なのです。

なお加速度運動の場合は系によって時間のズレが生じます。でもこの場合はそれぞれの系では同じように時間がたっていると感じるのですよ。たとえばブラックホールに飛びこむ宇宙船は静止系からみたら事象の地平線にちかづくのに無限の時間がかかります。ただ宇宙船からみたらあっというまに事象の地平線を突破します。

ブルーバックスの本はある程度基礎知識があることが前提となっているものが多いです。ですので相対論の入門書などを読まれた方が良いですよ。

なお、教科書に書かれていることが全て正しいわけでしょうが、現在では一番正しいとされている考え方です。物理学の本ではなおさらです。「教科書」を最初から信用しないという姿勢はカルト宗教につながってしまいます。

この回答へのお礼

ご丁寧に誤解を解いて下さいありがとうございます。
1つ目について、宇宙開闢時には空間そのものがなかったとするという前提を知りませんでした。教えて頂きありがとうございます。
2つ目について、光速時の時間の遅延は静止系を基準とした場合の相対的な速さの差によるものなのですね、相対論に関して、教科書を用いて勉強をしてみようと思います。
ブルーバックスは、豆知識本のようなものの認識だったのですが、基礎知識に最新の知識を付加するような役割なのですね。一度勉強をしてから改めて読み直そうと思います。

改めて、混乱の渦中にいた私に教導して下さりありがとうございました。まずは、教科書を買い読むことから始めようと思います。

お礼日時：2024/03/31 00:41

No.1 回答者： lv4u 回答日時： 2024/03/29 06:52

学校の教科書に書かれてあるのが、すべて真実だということはありません。

そういう考え方をすると、中国や韓国の方達のように、教科書に書かれた嘘の歴史を信じて、嘘の慰安婦の話、存在しなかった南京大虐殺の話を信じて、反日活動をやる人間みたいになってしまいます。

書籍に書かれた、ビッグバンや光速の話は、悪意があって作られたものではないですが、似たようなものですので、ほどほどに流し読みしたほうがいいと思います。