ビックバンの前

質問

宇宙ってビックバンによってできたんですよね？ビックバンが起こる前は何があったんですか？できるだけ詳しくお願いします

回答No.12

sanori · ベストアンサー

段々面白い議論になってきましたね！

apple-man さんがご紹介のサイト、私も早速見てみました。これは、いい出来のビデオですね。
宇宙人（というか別宇宙の住人）に電話をかけたら、宇宙人が
「The Simpsons やってる時間には、かけてくるなって言っただろ！」
って怒ってましたね。これは笑えました。
ちなみに、The Simpsons というのは、有名なアニメーション（番組？）です。
www.foxjapan.com/tv/bangumi/the_simpsons
www.thesimpsons.com

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前回の私の回答で、「インフレーション」のことを書きましたが、
無数の宇宙（パラレルワールド）は、インフレーションのときに出来たと考えられているそうです。

下記は、東京大学の先生の講演資料ですが、東大の資料にしては分かりやすい図（笑）があるので、是非ご覧になってみてください。
http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/docs/kouen_satou.pdf

そして、
やはり apple-man さんの＃９のご回答と関連しまして、上記の講演資料とも関連しますが、この宇宙には、
ア）重力
イ）電磁気力
ウ）核力その１（専門用語で「弱い相互作用」）
エ）核力その２（専門用語で「強い相互作用」）
という４つの力だけがあり、
そのうち、人間が目にする現象の概ね８割強が（イ）、２割弱が（ア）、残りの僅かが（ウ）と（エ）で説明できる、というようなイメージです。
実は、（理工系大学の３年生ぐらいから分かってきますが、）「化学」も実は全部（イ）の中に入ってしまいます。
物体に色がある、透明に見える、柔らかい、固い、お互いに通り抜けられない、・・・これらも全部（イ）です。

（ア）～（エ）の４つの力は、ビッグバンが起こった直後から出来始めたものだそうす。
（宇宙の年表）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E3%81%AE%E5%B9%B4%E8%A1%A8

力が枝分かれして、力の種類がが、この世に１つ増えるごとに、宇宙（すなわち真空）の性質そのものが変化したことになるので、そのことを、
Ｈ２Ｏが、
氷（固体）→水（液体）→水蒸気（気体）
という相転移をすることに例えて
「真空の相転移」と呼びます。

そして、
だいぶ前にＮＨＫのテレビで見たのですが、
その中で特に面白かったのが、ある物理学者（著名な学者と思われる）が、
「力の種類の定員は、４人で満員で、５種類目以降の力は、この世に発生することが出来ない。」
さらには、
「もしも、真空の相転移で、他の種類の力が先に生まれていれば、宇宙の物理法則は違うものになっていたはずだ。」
という話です。
確立された理論なのかどうかは知りませんが、実際の宇宙で起こっていることを見るに、何となく正しそうな着想であるような気はします。

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また、
やはり、上記の講演資料の、最後のほうに書かれているのですが、
ファイナルファンタジーのアイテムとして有名な（笑）
「ダークマター」（暗黒物質）
の理論と、その実証手段が、依然として大きな課題になっています。

我々がいる銀河系は、マゼラン大銀河やアオドロメダ銀河と同じ、「局部銀河群」という銀河群に属しています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%8A%80%E6%B2%B3%E7%B3%BB

地球は、いわば、
○○宇宙国　××超銀河団地方　△△銀河団県　銀河系市　太陽系３丁目　１番　地球太郎

月は、いわば
（前略）太陽系３丁目　１番１号　月花子

です。

そして、宇宙の中の銀河を上記のように、大きなグループで分けて考えると、詳しい観測結果によると、どうも、シャボン玉のような、泡の表面だけに銀河があるらしいんです。
そして、中は、やはりシャボン玉のように、空っぽらしいんです。

そこで登場した考え方が、「ダークマター」です。
ダークマターが存在してると仮定しないと、どうも、泡の構造を説明できないらしいです。
しかし、それを直接観測する技術は、今のところありません。

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最後に、一番単純な話を。

かつて考えられていたように、
宇宙が、もしも
・膨張していなくて、
かつ、
・宇宙のどこでも、大体、均一に星がちりばめられている、

・・・と仮定すると、どういう矛盾が生じるか？

恒星や裸の電球など光源は、四方八方に均等に光を出します。
その光の強さは、光源からの距離の２乗に反比例します。
ですから、遠くの星ほど暗く見えます。

ここからが問題。

地球から見たとき、恒星の明るさは恒星の距離の２乗に反比例はしますが、同じぐらいの距離にある恒星の数は２乗に比例します。

つまり、それが何を意味するかと言いますと、

どっちの方向を見ても、明るさが同じということです！

たとえ、途中で何かにぶつかって吸収されても、吸収した物体にはエネルギーが与えられますから、いつかは、その物体からエネルギー、つまり、光が出ます。
波長すなわち、色が違ったり、人間の目に見えない波長になってしまうかもしれませんが、とにかく、全部の波長の光を足し算すれば、どちらの方角を見ても、光の強さ（の合計）は同じであるはずです。

つまり、
星が、１つずつ点点に見えるのではなく、星と星の間の部分も全部光っていなくてはいけません。
つまり・・・

夜空が明るい、ということに、なります！

よって、
宇宙が膨張しているから、夜空は暗いんだそうです。

さらに、
仮に、宇宙が膨張しておらず、しかも、宇宙が、どこまで行っても、均一に無限に続いているとすると、
昼も、夜も、空の光の強さは無限大！　です。

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＜おまけ＞

ちょっと、くだらない例えなんですが、

宇宙が膨張せず、星の分布も均一ならば、明るく見えるのと同様の現象を、皆さんも見たことがあるはずです。

それは、
コンビニの蛍光灯の配置です。

外から見て照明が明るく見えると、店に客が集まりやすいという性質を利用して、マツモトキヨシでは店舗の照明を非常に明るくしています。

コンビにでは、必ず、面する道路の方向と平行に、天井の蛍光灯が配置されています。
横に１本長い蛍光灯を、小分けに１０個ぐらいの豆電球だと思ってください。
通行人から、コンビニの真ん中当たりを見ると、距離が遠くなるにつれて、電球の個数が増えていきますよね？

だから、コンビニは、明るく見えるんです。
（併せて、目の錯覚もあると思います。）

これ、道路に垂直方向に蛍光灯を並べると、不思議と、そうならないんです。
蛍光灯同士の間がスカスカに見えることと、長手方向から見たときの、蛍光灯の性質によるんだと思うんですが。

大きいオフィスとか教室とかにいらっしゃる方だと、
天井に蛍光灯が規則正しく沢山並んでいれば、すぐ「観測」できますよ。

実は、私自身も、それを「観測」したことがあります。（笑）
・・・それは、単なるお遊びで観測したのではなく、
ある日、仕事上、ある計算（＝何であるかは ひ・み・つ）をしていたとこのことです。
オフィスで、自分の仮説に基づき、式を立ててＰＣに計算をさせていたのですが、自分が予測していない結果になりました。
そして、自分が立てた式の妥当性を思考実験しているうちに、天井の蛍光灯を観察すれば確認できることに気づいたんです。
結果、正しいことが分かり、仕事は次のステップへすんなり進めることが出来ました。

以上、ご参考になりましたら。

お礼

こんなに詳しく答えていただいてありがとうございます！とても参考になりました！

回答No.11

apple-man

>やはりそこには惑星があり生命があるんですよね？？

夢のまた夢という前提で、物理学者マイケル・グリーン
が科学番組でそのことを話していました。
そのときの映像がネットで公開されていますので
紹介しておきます。
ブロードバンドでクイックタイムを入れて
いればこちら↓

javascript:vide_window('/wgbh/nova/elegant/media2/3014_q_06.html')

リアルプレーヤーならこちら↓

avascript:vide_window('/wgbh/nova/elegant/media2/3014_r_06.html')

だめそうなら、参考URLで一番右側のHOUR3で上から
6番目のChapter6のところを見てみて下さい。

　ホストのマイケル・グリーンがGravity Phone
(重力電話）と書かれた公衆電話から別宇宙の
宇宙人に重力波通信で電話をかけていると
いうお笑いのシーンで表現されています。

　以後のシーンで簡単な説明があって、
強力な重力源（グラビティー・ソース）が
あれば他の宇宙の知的生命体（インテリジェント・ライフフォーム）
と通信ができるかも・・・と言っています。

　そそ、全部英語なんで聞き取れなかったら悪しからず
なんですが・・・

　この番組、1年くらい前にNHKでも吹き替で
やったみたいなんで、再放送があるかもしれません。

参考URL：

http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/program.html

お礼

中学生なのでわからないところも少しありましたが、映像がきれいで面白かったです。いつごろになったらそんなことができるようになるんですかね？いろいろとありがとうございました

回答No.10

F-liszt

ビックバンは特異点（質量の密度が無限、ホーキングによると相対性理論が正しいとするとそのような点が存在可能らしいです）なので現在の物理はすべて破綻してしまうので、過去を知ることは無理なので、すべて仮説になってしまうみたいです。

回答No.9

apple-man

宇宙はビックバン以前から存在していたらしいという事が宇宙観測の結果から言われてきているんです。宇宙が膨張しているのは間違いなさそうなですが、それは我々の宇宙が他の宇宙と衝突したのが原因なのではないかと言われています。詳しくはNo.7もの参考URLをどうぞ。

　１９８０年代にエドワード・ウィッテンという物理学者が
ミクロ時空構造はアインシュタインの４次元宇宙の考え方
は通用せず、１１次元のカラビ・ヤウ多様体（と数学者
が呼ぶ空間）だとういう理論を出したんです。

　我々の宇宙はどう考えても縦、横、高さ、時間といった
４次元なのにプランク長（１０のマイナス３３乗センチ）
以下の世界を考えると、どうして１１次元（１１個の方向）が
必要になるのか？といった議論から、宇宙はどうも
１１次元の空間に浮かんでいる雲のような存在
らしいという考えが出てきました。

　つまり宇宙には外側がありそうなんです。外があるなら
そのこ他の宇宙もあり、それらが時々衝突する。これが
ビックバンでは？ということです。

＞ビックバンが起こる前は何があったんですか？

　今と違った次元の構造を持つ宇宙が存在して
いたかもしれないんです。統一場理論とか
ＴＯＥ（Theory Of Evrything）と言って
現在知られている４つの力をまとめて説明しようと
いう試みがいくつもあるのですが、その背景には
ビックバンが起きるような高エネルギー状態では
４つの力区別がなくなると予想され、４つの力は
本当は同じものなのではないかという予想がある
からなんですが。

　どうも重力だけは宇宙の中でも外、そしてビックバン
以前にも普遍的に存在していて、我々の宇宙はビックバンにより
空間の構造が変化したため、重力が４つの力に
分かれた可能性があるんです。

　５～１１次元という空間の方向は、extra dimension(余剰次元)
と呼ばれていて、これを確認しようとする試みが
６，７年くらい前から始まっていますが、まだ
結論は出ていません。

http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/komamiya/research/lhc/extra_top.htm

補足

うわー宇宙に外側があるんですか！？いま、すんごい興奮してます！！僕たちの宇宙以外に違う宇宙があるとしたら、やはりそこには惑星があり生命があるんですよね？？

回答No.8

sanori

ビッグバンの、すぐ前までに起こっていたことは、インフレーションです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E3%81%AE%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%95%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3

ビッグバン後の宇宙の膨張は一次関数的ですが、インフレーションは指数関数的膨張なので、それを上回るスピードです。

その前の種宇宙（たねうちゅう）に関してですが、
「真空」というものは、実は「何も無い」ではなく、ある粒子とその反粒子との対が生成出来る可能性を持っています。
実際、ガンマ線に関することを学ぶと必ず習うことの一つに、「対生成」がありまして、電子２個分の質量に相当するエネルギー以上のガンマ線では、電子と陽電子が発生します。
同様に、真空の揺らぎによって、突然、無から有が生まれることが出来て、それが宇宙の種になったというのが、最も有力な説らしいです。（量子力学の式から導かれるらしい。）
そこには「神の手」の介在は必要ありません。

そして、「虚数時間」を通って現実の世界にやってきたということらしいです。
「虚数」というと、何やら怪しげな感じがしますね。
しかし・・・

以下は、私の勝手な思い込みです。

例えば、相対性理論における三平方の定理みたいな式で
ｘ^2 ＋ ｙ^2 ＋ ｚ^2 － (ｃｔ)^2
（ｃ＝光速）
というのが、大学の物理の教科書に書いてあります。
ここでもしも、ｔが虚数であれば、－が解消し、ｃｔが、ｘ、ｙ、ｚと同等になり、全くピタゴラスの定理と同じ形になります。
つまり、「我々がよく知っている、生活の中で認識している時間」のほうが、実は「虚数時間」である、ということが真理なのではないかな、と何となく思っている今日この頃です・・・。

いずれ、宇宙論は、まだまだ、理論にしろ、観測・実験にしろ、まだまだ面白いこと満載の、発展途上の科学だと思います。

お礼

とても難しいですけど詳しい回答ありがとうございます。宇宙。。。。本当に面白そうです

回答No.7

Duchs176

ご参考に。

参考URL：

http://www.nikkei-bookdirect.com/science/page/magazine/0408/cosmos.html?PHPSESSID=9b54cb3f3e4b852af19c9ec5ab367880

回答No.6

to-saka

これは、難しい問題です。それこそ、突き詰めれば神のみぞ知ると言う問題です。

ビッグバーンというのは宇宙の始まりの大爆発と言われていますね。それ以前は他の方の様にガスやエネルギー物質があって何らかの事が原因でビッグバーンが起こったと・・・。ややこしいのでビッグバーン以前も「宇宙」として考えてください。

そもそも「宇宙に」始まりはあったか？というのが問題になります。
物事には「因果」と呼ばれる、原因（起点）があって結果があるというな様な法則があります。簡単に言えば質問者様は生まれたから今こうして質問が出来るといった感じです。生まれていなければ、こうして質問はしていないですからね。つまり、宇宙に始まりがあったから、今こうして地球があり宇宙がある。ビッグバーン以前はエネルギーがあった、その前は～～があったと突き詰めていけば何も無い起点がある事になります。

しかし、宇宙に始まりがあったと考えると、またおかしくなります。物事に起点はありますが、無から有は生まれる事は無いのです。数学で０にいくら数字を
掛けても割っても０は０という考え方です。因果律も何かがあるから結果があるのです。無に対しては因果律は当てはまりません。こう考えると、宇宙に始まりは無く、何らかの物質かエネルギーが永遠と存在していた。という話になります。

両方の話が当てはまる様で、どっちも当てはまらない。こうした、善悪の様な表裏の２元論に辿りつくのが今の「宇宙」と呼ばれるものです。

恐らく、それこそドラえもんの様にタイムマシンと幽体離脱な様な技術が出来なければこの謎は解けることは無いと思いますよ。

分かりづらい説明スミマセンでした。これは、私なりの「宇宙」というものに対する考えです。

お礼

ほー。こういう考え方もあるんですね。ありがとうございます

回答No.5

cliomaxi

「無」です。
No.3の方の回答のように時間自体がビッグバン後からなので「それ以前」はありません。
感覚的には理解し難いんですけどね。

回答No.4

ss79

専門家でないので誤りがあるかもしれませんが、少なくとも何らかの物質ないし物体が存在した筈と思います。　　ガス体の集合により次第に質量を持つようになった。

その物体がエネルギーを蓄積ないし自己発生してその結果ビックバンが発生し飛び散ったのが宇宙の始まりではないでしょうか。

回答No.3

jacta

時間そのものがビッグバンによって発生したわけですから、それより前というのはないと思います。
「前」というのは、時間が存在して初めて発生する概念です。

お礼

へー！！そうなんですか！『時間が発生する』ってことがとても理解できそうにないです。むずかしいですね

回答No.2

kouji119

>宇宙ってビックバンによってできたんですよね？ビックバンが起こる前は何があったんですか？できるだけ詳しくお願いします

ビックバンって「仮定」の話では？
※便宜上、ビックバンが起こった事になっていると解釈しています。
ビックバンの前は、「無」の世界という説もあれば、
「物質」と「反物質」が混在する世界という説もあった気がします。

むしろ、正確に「何があった・何が起こった」と未だに解明されていない気もしますが・・・
今後、未来においてもそれが解明されるのか個人的には疑問ですが・・・