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宇宙のごく初期の“ビッグバン”と“インフレーション”に関して、説明によっては、順序の違いがあります。

ビッグバンが先で、インフレーションが後
逆に、インフレーションが先で、ビッグバンが後

質問は、なぜ、このような相違が発生するのですか?

教えて!goo グレード

A 回答 (6件)

雑誌「パリティ」の連載である「新・相対論の正しい間違え方」でビッグバンとインフレーションの関係が出てたんだけど, そこでも「ビッグバンとインフレーションの順番はバラバラ」と書かれてました. そこでは, 違いを生み出す要因として


そもそも「ビッグバン」というもののとらえ方が違っているのではないか
という指摘があったはずです. つまり, ビッグバンを
宇宙の始まりのイベント
とみなせばインフレーションはビッグバンの一部 (「ビッグバンというイベントの一部」としてのインフレーション) になりますし, もっとせまく
真空の潜熱が解放されたことによる高温・高圧の状態
のことだと思えばインフレーションの後に生じることになる... とか書いてあったような気がします.
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この回答へのお礼

早速のご回答ありがとうございます。
<そもそも「ビッグバン」というもののとらえ方が違っている>
に、起因するのですね。ビッグバンの意味を、
1.<宇宙の始まりのイベント>と取るか、
2.<真空の潜熱が解放されたことによる高温・高圧の状態>と取るか、
によるのですね。天文学という自然科学でも、言葉の意味(定義)が、まだ定まらない場合もあるのですね。(いわんや、哲学においては、言葉遊び(だけ)ですね)

お礼日時:2017/08/09 14:49

宇宙開びゃくの瞬間、宇宙は非常にエネルギーの高い状態にあり、個々の「超ひも」は自由に空間を動き回っていました。

しかし、宇宙のエネルギーが、100GeVになった時、「超ひも」は第三回目の相転移を起こしました。相転移とは、水蒸気が冷えて氷となる様な現象を言います。水蒸気として自由に動き回っていた水の分子は、冷えて相転移を起こし氷の分子として固定され、もはや自由には動き回ることが出来なくなります。

 ここからは、オリジナルです。
 ビッグバンの初期には、「超ひも」は光速を超えて自由に移動していました。しかし、宇宙のエネルギーの低下に伴い、宇宙は相転移を起こし、「超ひも」は固定され網状に繋がったと考えます。

 そして、その「超ひもの網」の上を、物質や光及び重力・電磁力・強い力・弱い力の4つの力は、振動として伝わると考えます。つまり、物質が移動して見える現象は、実は超ひもの物質としての振動が、次々と隣の超ひもに伝わる現象であると思います。そして、「超ひも」の振動自体が光速で伝わるので、何ものも光速以上で伝わることは出来ないのです。
この様に、真空中に振動していない超ひもがあります。「超ひもの網」が形成される以前は、振動していない超ひもが、バラバラに飛び回っている対称性の高い状態でした。「超ひもの網」が形成された後は、超ひもは中心軸にキチンと並んで網状に結び付き対称性の低い状態となりました。相転移とは、対称性の高い状態から低い状態に転移することを言います。真空が対称性の高い状態から低い状態に転移したので、これを「真空の相転移」と言います。

宇宙のエネルギーが低下し、一本の超ひもが中心軸を決めると、他の超ひもはそれにならって次々と規則正しく並び網状に結び付きます。これを「自発的対称性の破れ」と言います。


気温が低下し、水蒸気が氷の結晶となることを「相転移」と言います。この際、激しく動き回っていた水の分子が、規則正しく整列し束縛され動きが少なくなります。その為、「相転移」の際には、余分な運動エネルギーを熱等として系外へ放出します。ただし、熱以外にも光や電気の形を取ることもあります。

「真空の相転移」により、超ひもは網状に束縛され動けなくなります。そして、余分なエネルギーが光として放出され、その光により物質と反物質が対生成されたのです。


詳細は、下記のホームページを参照下さい。
http://catbirdtt.web.fc2.com/sinnkuunosoutenni.h …
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各先生の「定義」や「時間の矢」の考え方の違いでしょう、実際には「もう50年も前の概念だからどうでも良い」「今はダークエネルギーが流

行」
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#3さんのおっしゃられていることが正しいです。


ビッグバンを広義にとるか狭義にとるかの問題です。

宇宙の始まりをビッグバンというならば、インフレーションもビッグバンの初期の段階だと言うことになります。しかしビッグバンを「高温・高圧の宇宙が爆発的に膨張する状態」と定義をするならば、その熱はインフレーションが終了し宇宙が相転移したことによって生じた潜熱ですので、インフレーションが先におきてそのあとビッグバンが生じたということになります。なおインフレーション宇宙を唱えた佐藤勝彦氏は、インフレーションが終了したあとにビッグバンが生じたと述べられています。

ビッグバン宇宙論というのは、観測データがそろってくると多くの問題が生じてきました。宇宙が極めて平坦であること(平坦性問題)、大きなスケールにわたって宇宙が極めて一様であること(地平線問題)、大統一理論 (GUT) で存在が予言されているモノポール(磁気単極子)が発見されていないことです。そのため1980年代頃にはビッグバン危機説がささやかれていました。これらの問題を一挙に解決したのが、宇宙誕生時に指数関数的に宇宙が膨張したというインフレーション宇宙論です。これは現在の宇宙論のパラダイムとなっています。現在のところWMAPやプランク衛星による精密な背景放射の観測でも、インフレーション宇宙と合致します。

しかし、最終的にインフレーション宇宙が正しいかどうかの結論は、宇宙初期の重力波の観測になるのでしょうね。
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この回答へのお礼

早速のご回答ありがとうございました。
<ビッグバンを広義にとるか狭義にとるかの問題です。>
になるのですね。どちらが説得力があるかは、
<平坦性問題>などの観測データをどちらがうまく説明できるか、によるのですね。それにしても、誰もいなかった(当然ですが)宇宙の始まりまで、あたかも見てきたように人は語ることができるようになった、ことに人(私も隅に入れて下さい)として誇りに思います。

お礼日時:2017/08/09 19:14

#1の者です。


インフレーションが「当初に起きた」か、「直後に起きた」か、
「今も起きている」かは、学説によります。
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この回答へのお礼

再度のご回答ありがとうございました。
「当初に起きた」は、ビッグバンとほぼ同時(すぐ後)のことですね。
「直後に起きた」は、よく聞いております。
「今も起きている」は、初めて聞きました。{現在も、宇宙の膨張(ハップルの)が加速している、とは違うのですね。}

お礼日時:2017/08/09 10:09

インフレーションは、ビッグバンの一種です。


ビッグバンの中で、量子的に膨張速度が光速を超える状態の事です。
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この回答へのお礼

早速のご回答ありがとうございました。
宇宙は、まずビッグバンにより出現し、その後、その中で、インフレーションが起きたのですね、

お礼日時:2017/08/09 07:49

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