人工宇宙について？

Question

随分前に真空中で物質を爆発させ、銀河の渦を作ったのどうのこうのと言う
記事を見た気がしますが、最近音沙汰がないので誰が知っている人がいれば
教えてください、まだそういうことをやっているのでしょうか？

starflora · Accepted Answer

この質問は、以前から気になっていたのですが、記事というのを知りませんし、「銀河の渦」のシミュレーションというのも、どうも思い当たることがないので、考えていました。
　
　　非常に古い話ですと、確か、プラズマを造った時、プラズマ物質に回転モメンタムを与えるようにしてプラズマを発生させると、銀河の渦のような構造が現れるというシミュレーションの話がありました。
　
　　ただ、仰られているのは、真空中で物質を爆発してなので、どうもこれとは違う話のようです。実際の銀河は、最初にできた時はどうであったかは色々説がありますが、基本的に、銀河は、多数の恒星とガス雲からなり、全体の質量中心を軸に、恒星やガス雲が、回転運動を行い、中心からの引力と釣り合っている巨大天体システムです。
　
　　この回転運動の過程で、渦などが出来るのですが、鳴門海峡などにできる渦は、銀河の渦と似たような原理でできているとも云えます。つまり、水が中心の吸い込み口によって引き込まれ、中心へと向かう力が加わり、その際、水自身が固有の運動をしていた場合、単に中心に吸い込まれるだけでなく、渦となって吸い込まれて行くというのが、似ている点です。
　
　　真空中で物質を爆発させた後、それらは、爆発点を中心に四方八方に飛散して行くはずです。段々爆心から離れて、希薄なガスとなって運動も見分けがつかなくなるほど、広がってしまうでしょう。こういう実験で銀河の渦ができるとなると、爆心の周りでの回転運動と、爆心への爆発物の引力が必要になります。
　
　　非常に強い磁場をかけた空間中で、中心で荷電物質を爆発させると、磁場の影響で、荷電粒子は螺旋を描き、それが渦構造を取るのかも知れません。（中心で、荷電粒子を引きつける電場を無論適度に作り出しておきます）。
　
　　ただ、銀河の渦の出来かたとか、銀河と銀河がすれ違う時、重力的にどういう作用が起こり、互いの銀河がどんな風に変化するか、これは、コンピュータのシミュレーションで計算して実験するというのはありました。
　
　　（これは、たかだか、恒星点を１００か２００か、あるいは多くて１０００ぐらいで、相互の重力の働きを計算して、一定時間間隔での変動によって、また相互の力を計算し、という風に、ステップを非常に細かく分けて計算するシミュレーションです。現実に観察されている、銀河の衝突あるいは、相互作用ではないかとされる銀河の写真観測などで、それまで、どうしてこのようなものがあるのか分からなかった、奇妙な長い突出部なども、シミュレーションで出来ることが分かり、かなり成功をおさめました）。
　
　　真空中の物質の爆発も、コンピュータ内部でのシミュレーション実験のことなら、注意して記事を読まないと、本当に銀河のような図が出てきますし、渦構造のでき方などの話もあるので、混同されたのではないでしょうか。
　
　　このコンピュータ・シミュレーションは、コンピュータの性能が向上するにつれ、ますます精度が上がって行ったはずで、初期銀河系の爆発的生成から、収縮、冷却、回転運動による銀河の渦の生成などのシミュレーションを相当な精度で実験していたと思いますし、いまでも実験はどこかでやっているのではないかと思います。宇宙の生成と、展開のモデルのシミュレーション実験ということです。コンピュータ内での計算ですから、幾らでも変数等を変えて実験できます。（今日では、水素爆弾の効果を、コンピュータでシミュレーションできるようになり、実際に核爆弾を爆発させずに、コンピュータ・シミュレーション核爆発実験というものを行っています。銀河の生成過程や展開も、シミュレーションされているのは、まず間違いありません）。
　
　　参考ＵＲＬには、このような数値計算シミュレーションを画像処理して出た映像が示されています。本物の銀河の写真を見ているような迫真性があります。
　
　　またプラズマを使うシミュレーションというのは、高強度レーザー・シミュレーションとして、現在も続けられているようです。以下のＵＲＬ参照：
　　
　　＞http://www.ile.osaka-u.ac.jp/research/CD/D/DOCS/astro.html
　　＞高強度レーザーを用いた実験室宇宙物理

参考URL：http://www.riken.go.jp/s-world/kenkyuu2001/ct6/body_j.html

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