宇宙が初めから全部鉄なら一番安定なのに

質問

ビッグバンで誕生した宇宙は初めはエネルギーしかなくて、徐々に粒子が生まれたような話になっています。
それで、クォークやらレプトンやらが生成しすると最初の原子ができたそうで、それが水素原子だったとか。
つまり、初期の宇宙では原子はみな水素だったらしいということで、その名残なのかプラズマ状態の物質以外の物質の中では、現在でも水素が圧倒的に多いのだそうです。
その後重力で星ができると、超新星爆発などが起きて水素より重い原子が作られたそうです。

そこで面白いのが、水素のような軽い原子が核融合反応を起こして重い原子に変わる時に莫大なエネルギーを放出するのに、ウランのような重い原子が核分裂反応を起こして軽い原子に変わる時にも莫大なエネルギーを放出することです。
結局原子核内のエネルギーは、原子が重すぎても軽すぎても結構大きく、中程度の時に最も小さくなるのです。
実際、鉄の原子核が最も内部のエネルギーが少ないそうです。

しかし、何か不思議に思いませんか？
自然界では、多くの変化が位置エネルギーも含めた内部エネルギーが小さくなる方向に変化が起こりやすく、その結果としてより内部エネルギーが小さい状態に移行する傾向にあるようです。
ならば、宇宙も初めから一気に鉄になってしまえば良かったのにというアホな発想も有りかなと思ったりもするのですが、何で宇宙はわざわざ振り子のように高エネルギー状態(水素)→低エネルギー状態を一気に通過(超新星爆発など)→反対側の高エネルギー状態(ウランなど)→徐々に放射性崩壊→より低エネルギー状態へ(鉛など)というような動きをするのでしょう？
この間エントロピーだけは確実に増大しているのでしょうか？
それが宇宙にこんな動きをさせるもとになっているのでしょうか？
このような振り子様現象は、永久に続くのでしょうか？
この振り子が止まるとしたら、それは宇宙が終わる時なのでしょうか？

回答No.6

kofusano

全部鉄ならば有機物、タンパク質、生物もないが・・・・・

お礼

ありがとうございました。

補足

鉄宇宙はあまりにもつまらないので、変化し続けて面白い宇宙を神様が創造されたのでしょうか？

回答No.5

doc_somday

話しは明快ですが、それって面白い？
つくばに環境研究所があるんですが、森林学の専門家が森林相の最終形態は
「シラカシ」だと主張したので、植えた木は全てシラカシ、見ただけでウンザリする。
自然林は多くの「災害」や「起伏」で、初めから「最終相」になるはずが無い、
だから照葉樹も針葉樹も果樹まで混ざっている、見ていると生き生きしている。
杉花粉症も先が見えずに針葉樹ばかり斜面に植えたせいだし、地滑りも起こしやすい
まともじゃ無い。
この時空は「いい加減に出来た」それが「楽しい」、
他のお答にもありますが時空が最終相で生まれて何の意味があるのでしょう。

お礼

ありがとうございました。
単層ではなくて、単相でしたね。
誤字、失礼しました。

補足

宇宙が植物相で云うところの植物の単層社会のようになるのが、鉄だけでできた鉄宇宙ですかね？
単層社会だと、一度に病害虫で壊滅したり、少しの異常気象で全滅したりしやすいですね。
とすると、鉄宇宙も、何らかの要因であっという間に全く別のスタイルの宇宙に変わってしまうのでしょうか？

回答No.4

noname#221368

#2さんの仰るように、ビックバンでこういう風に宇宙は偶然に発生してしまったのだから、それはそれでしょうがないと思います。

　ただ、最後はビックランチになるのかも知れませんが、そういう事を度外視すると現状で宇宙は、

＞・・・位置エネルギーも含めた内部エネルギーが小さくなる方向に変化が起こりやすく、その結果としてより内部エネルギーが小さい状態に移行する傾向にあるようです。

というのはたぶん真実です。宇宙は熱死状態に向かっています（ビックランチなどを度外視すれば）。

　そうすると、現在の宇宙の発展史そのものが、あなたの意見の実証という事にはなりませんか？。

　ちょっと無視の良い話とは思いますが、それでも完全な熱死状態になるためには、鉄さえも内部エネルギーが高すぎるので、自然融解する必要があります。それは陽子や中性子の寿命と言われる話につながります。

お礼

ありがとうございました。

補足

宇宙史ですね。
そうですね。
宇宙はみんな鉄になって終わるのか？

その前にブラックホールが新たな秩序を創り出すのか？
よく分かりません。
陽子に寿命はあるそうですが、とてつもなく長いようですね。
クォークにも寿命があるということですね。
クォークには内部構造はないとされていますが、人類がまだ知らないだけなのかもしれません。
宇宙の終わりって、興味が尽きませんね。

回答No.3

Yumikoit

興味深い意見です。
ただ、そもそもそういう宇宙でしたら、完全な平衡宇宙ですから恐らくは生命体なども誕生しなかったと考えるのが自然でしょう。全部鉄だから、鉄人間？いるかしら(笑)
実際問題として、鉄人間のいる鉄宇宙と私たちは交信できませんし、つながりを持つことはできないでしょう。交信したり行き来をしたりすることはエネルギーの交換を意味しますから。

つまり、鉄宇宙が存在するとしても我々の宇宙からは観測できないということになります。

モデルケースとして実在する可能性を検討研究することはできますが、観測はできない…そういう宇宙モデルの一つということになります。

お礼

ありがとうございました。

補足

月は私が見ていようがいまいが、そこに存在する。
いや、私が見ているからこそ存在するのだ。

某物理学者と高僧の論争みたいになってしまいますかね？

可観測性という点で、人類には調査する手段がありませんか？
でも、本当に鉄ばかりだと静寂で無味乾燥な宇宙なのでしょうか？

回答No.2

Macpapa10

＞何で宇宙はわざわざ振り子のように高エネルギー状態(水素)→低エネルギー状態を一気に通過(超新星爆発など)→反対側の高エネルギー状態(ウランなど)→徐々に放射性崩壊→より低エネルギー状態へ(鉛など)というような動きをするのでしょう？

何で・・・ですが、理由はありません。
偶然そうなっただけです。
他にも宇宙があるという説がありますが、そこでは全く違う物理の法則の上で作られていると思います。

ただ周期表の族もそうですが、同じ質量の元素が同じ性質を持っているのは不思議に思います。
同じ元素でも同位体はわずかに違うようですけど。
製造場所や製造過程が違うなら、性質が違っていても良いのではないかと思います。

宇宙誕生時に鉄が出来ていたら・・・・・平穏で絶対0度に近い暗い宇宙が何兆年も続くと思います。
絶対０度も違っていたかも知れませんけど。

＞その後重力で星ができると、超新星爆発などが起きて水素より重い原子が作られたそうです。

引力ー遠心力＝重力　と私は理解しています。
太陽の大きさでは核融合で炭素までの元素が出来るそうです。
太陽の10倍の質量の恒星の核融合ではニッケルまでの元素が出来るそうです。

それ以上の重い物質が出来るには、中性子が必要で、中性子は急速に陽子に変わるそうですから、陽子に変わる前に原子に取り込むには、爆発などの瞬間的な衝撃が必要だそうです。

金などの重い元素を重い元素を多量に作るには、連星の中性子星がぶつかる必要があるそうです。
中性子星同士の衝突で、地球3個分の金が出来るそうです。

まぁ、「出来ます」ではなく「出来るそうです」としか書きようがありませんけど、こういうのを科学者が計算で出して、発見や実証は数十年後かになります。

お礼

ありがとうございました。

補足

陽子単体だけの原子である水素が大量の核内エネルギーを蓄えている。
しかし、陽子や中性子が多数合体したウランなどの重元素の原子も核内に多大なエネルギーを蓄えている。
なぜ中間の鉄の核内エネルギーが最少なんですかね？
どうも解せないですね。

回答No.1

kosakatoshiko

パチパチ(拍手)。

お礼

ありがとうございました。

補足

何で宇宙は初めからエネルギーを場所にかかわらず平準化させなかったんでしょうね。