宇宙はどのようにして始まりましたかという質問は、現代の宇宙論においては、ビッグバン理論によって説明されています。
ビッグバン理論とは、宇宙は約138億年前に超高温・超高圧の火の玉が爆発することで誕生したという理論です12。
この爆発によって、宇宙は急速に膨張し、物質やエネルギーが生成されました2。
ビッグバン理論は、1927年にベルギーのジョルジュ・ルメートル神父が提唱した「原始原子仮説」がもとになっています1。
彼は、アインシュタインの一般相対性理論をもとに、宇宙が一つの原子から始まったと考えました1。
その後、エドウィン・ハッブルが銀河の遠ざかりを発見し、宇宙が膨張していることを証明しました1。
これによって、ルメートルの仮説が支持されるようになりました1。
ビッグバンという言葉は、1949年にイギリスの天文学者フレッド・ホイルがラジオ番組で使ったことで広まりました12。
彼はビッグバン理論に反対する立場であり、この言葉を皮肉として使ったのですが、逆にビッグバン理論の呼称として定着してしまいました12。
ビッグバン理論は、現在でも様々な観測や研究によって検証されています12。
例えば、ビッグバン直後の宇宙の状態を示すとされる宇宙背景放射や重力波などが観測されています12。
また、インフレーション理論や多元宇宙理論など、ビッグバン理論を発展させる試みも行われています12。
ビッグバン理論は、現在では最も有力な宇宙の始まりを説明する理論ですが、それでもまだ解明されていないことや矛盾することもあります12。
例えば、ビッグバンの瞬間やその前の状態はどうだったのか、ダークマターやダークエネルギーとは何なのか、などです12。これらの問題を解決するためには、さらなる観測や理論の発展が必要です12。
ビッグバン理論に反対する理論としては、以下のようなものがあります。
定常宇宙論：宇宙は始まりも終わりもなく、常に一定の密度を保ちながら膨張しているとする理論です12。
この理論は、フレッド・ホイルらによって提唱されました2。
しかし、宇宙マイクロ波背景放射やハッブル則などの観測的証拠によって、ビッグバン理論の方が優位であるとされています12。
プラズマ宇宙論：宇宙は電気的に帯電したプラズマで構成されており、重力よりも電磁気力が重要な役割を果たしているとする理論です12。
この理論は、ハンネス・アルフェーンらによって提唱されました2。
しかし、この理論は、宇宙の大規模構造や元素合成などの現象を説明できないという問題があります12。
エキピロティック宇宙論：宇宙は高次元の空間で周期的に衝突することで、ビッグバンとビッグクランチを繰り返しているとする理論です12。
この理論は、ポール・スタインハートらによって提唱されました2。
この理論は、ビッグバンの特異点やインフレーションなどの問題を回避することができるとされていますが、まだ検証されていない仮定やパラメータが多いという欠点があります12。
プラズマ宇宙論において、プラズマは宇宙の大部分を占める電気伝導性の気体であり、電流や磁場によって様々な形態や現象を生み出すと考えられています1。
プラズマ宇宙論は、銀河や星雲などの宇宙的スケールの構造を、プラズマの自己組織化やフィラメント構造という概念で説明しようとする理論です12。
プラズマ宇宙論は、銀河の形成や回転曲線問題についても、重力だけではなく電磁気力を考慮することで、暗黒物質という仮定の物質を持ち出すことなく簡潔に説明できると主張しています12。
具体的には、銀河の中心にある巨大な単極発電機とも言える中性子星やブラックホールが、高速で回転しながら強力なX線を放出し、周囲のプラズマを加速して渦巻き状に形成するというモデルを提案しています23。
このモデルでは、銀河の回転速度は中心から外側に行くにつれて減少せず、一定に保たれると予測されます23。
プラズマ宇宙論は、電磁流体力学という成熟した物理学の分野に基づいており、多くの観測事実やシミュレーション結果と一致しているとされています12。
しかし、プラズマ宇宙論はまだ非主流派の理論であり、ビッグバン理論と比べて支持者は少ないです12。
プラズマ宇宙論は、宇宙マイクロ波背景放射や元素合成などの現象をうまく説明できていないという批判もあります12。
今後の観測技術の向上や新たな発見によって、プラズマ宇宙論の妥当性がさらに検証される可能性があります12。
プラズマ宇宙論の創始者は、ハンス・アルヴェーンというスウェーデンの物理学者です1。
彼は、プラズマ物理学や磁気流体力学の分野で優れた業績を残し、1970年にノーベル物理学賞を受賞しました2。
彼は、宇宙の大部分を占めるプラズマの電気的・磁気的な性質を重視し、ビッグバン理論に対抗する壮大な宇宙論を提唱しました12。
彼は、銀河や星雲などの宇宙的スケールの構造を、プラズマの自己組織化やフィラメント構造という概念で説明しようとしました1。
彼はまた、銀河の回転曲線問題や宇宙マイクロ波背景放射などの現象についても、プラズマ宇宙論の観点から異なる解釈を与えました12。
彼は、自らの理論を実験や観測に基づいて構築することを重視し、数学的な推論だけに頼ることを批判しました2。
ハンス・アルヴェーンは、物理学者としてだけでなく、人間としても興味深い人物でした。
彼は、音楽や芸術にも造詣が深く、自らも詩や小説を書いていました1。
彼は、自然科学と人文科学の融合を目指し、科学的な発見を社会や文化にも応用しようとしました1。
彼は、自分の理論に対する批判や反対にも屈せず、自由な発想と創造性を持ち続けました12。
彼は、スウェーデンだけでなく、アメリカやソ連などの国々でも教育や研究に携わり、国際的な交流を深めました12。
彼は、プラズマ宇宙論の提唱者としてだけでなく、プラズマ科学のパイオニアとしても多くの人々に影響を与えました2。
