【物理学】「宇宙の終わり」について現代の物理学から予想される4つの可能性とは?

1: しじみ ★ 2018/08/22(水) 07:57:04.46 ID:CAP_USER

宇宙はおよそ140億年前に無から生まれ、超高温の火の玉の状態から今に至るまで膨張し続けていますが、永遠の存在ではなく、いずれ終わりがくるといわれています。
現代の物理学の観点から考えられる「宇宙の終わり」の4つの可能性について海外メディアのcuriosityが説明しています。

How Will the Universe End? Here Are 4 Possibilities
https://curiosity.com/topics/how-will-the-universe-end-here-are-4-possibilities-curiosity/

宇宙の膨張を主張する「ビッグバン仮説」は1920年代に唱えられました。その後、銀河の波長に見られる赤方偏移や宇宙背景放射など、宇宙が膨張している証拠が発見されたことで、ビッグバン仮説は定説として受け入れられました。

しかし、宇宙が変化し続けているという考えは「宇宙にも終わりがあるのではないか」という疑問を生み、多くの天文学者・物理学者を悩ませることになりました。2018年現在、宇宙の終わりについては4つの可能性が示唆されています。

◆1:宇宙の熱的死
宇宙の温度は均一ではなく、高い温度の場所もあれば、低い温度の場所も存在します。「熱は高い温度から低い温度へ移動し、その逆は成立しない」という熱力学第二法則に基づいて考えた場合、長い目で見ると宇宙全体のエネルギーは均一に近づいていくといえます。宇宙全体のエネルギーが均一になるということは「何も現象が起こらない」という「宇宙の熱的死」を意味します。

この説は「宇宙全体のエネルギーが有限である」「宇宙が永遠に膨張し続ける」という考えが前提になっています。ただし、宇宙の有限性は証明されていないため、必ずしも宇宙が熱的死を迎えるとはいえません。

◆2:ビッグクランチ
膨張を続けている宇宙が、ある時点で膨張から収縮に転じ、まるでぱんぱんに膨らんだ風船から空気が抜けるようにしぼみ、最終的に無次元の特異点に収縮してしまうという考え方が「ビッグクランチ」です。この特異点は宇宙の終わりだけではなく、新しい宇宙の始まりに繋がるのではないかと考える科学者も存在します。

◆3:ビッグリップ
宇宙の全エネルギーの約68%を占めているといわれているのが、「ダークエネルギー」と呼ばれる仮説上のエネルギーです。ダークエネルギーは宇宙の膨張を加速させている原因と考えられていて、エネルギー密度が時間と共に増加していると仮定した場合、いずれ自然界を構成する4つの力すら上回り、宇宙全体が素粒子レベルでバラバラになってしまうという「ビッグリップ」という現象で宇宙が終わってしまうと予想されています。

ビッグリップ仮説は2003年に提唱された、比較的新しい仮説です。しかし、ダークエネルギーの密度が増加を示すような兆候が観測されていないことから、多くの科学者はビッグリップ仮説に対して否定的です。宇宙理論物理学者であるケイティー・マック氏は、2018年7月に行われた講演で「仮にビッグリップが訪れるとしても、少なくとも1200億年はかかると考えられるので、安心してお待ちください」と述べています。

◆4:真空崩壊
宇宙物理学や量子力学の世界では、「物質が一切存在しないが、最低限のエネルギーを固有している場の状態」を「真空」と呼びます。また、真空に近い準安定状態であり、真空よりも大きなエネルギーを固有している場の状態を「偽の真空」と呼びます。非常に難しい話ですが、例えるなら、真空とは「波一つなく穏やかな湖」、偽の真空とは「波一つなく穏やかな『山上』の湖」です。私たちが生きている宇宙を満たしている真空が真の真空なのか偽の真空なのかは、未だに判明していません。

no title

https://gigazine.net/news/20180822-universe-end-possibility/
続く)

2: しじみ ★ 2018/08/22(水) 07:57:29.40 ID:CAP_USER

続き)>>1
もし宇宙を満たしている真空が偽の真空であった場合、ふとしたはずみで真の真空へ相転移してしまう可能性があります。「真の真空への相転移」とはいわば「何かのきっかけで山上の湖が決壊して一気に山の麓へ水が流れ出てしまう状態」で、これを「真空の崩壊」と呼びます。ある空間で真空崩壊が起こると、触れた構造は一瞬にして崩壊してしまうという、極めて高エネルギーの「真の真空の泡」が発生します。「真の真空の泡」は光速で広がっていき、人間が観測することは不可能であるため、私たちが気づかないうちに宇宙全体が崩壊してしまうといわれています。

熱的死・ビッグクランチ・ビッグリップが起こるのは数十億~数百億年も先のことですが、真空崩壊はいつでも起こり得るといえます。私たちが住む地球にまで真空の泡が広がっていないだけで、広大な宇宙のどこかで真空の泡が既に発生している可能性すらあります。ただし、「真空崩壊」はあくまでも場の量子論から提唱される仮説であり、現代の物理学でもはっきりしない点が多く、真空崩壊が実際に起こりうるものなのかどうかは物理学者の間でも意見が大きく割れているとのことです。

no title

https://gigazine.net/news/20180822-universe-end-possibility/

 

18: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:36:15.84 ID:awsjZhG8
>>1
物理学って大雑把にも程があるぞw
バカのしじみに石投げたり唾吐いたりだって物理だぜ。
蹴った方が楽しいかな?

 

96: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 12:32:10.76 ID:X6dN1jym

>>1

相対性理論と量子論のとてつもない予想誤差と、超巨大ブラックホールの観測によって起きる問題を解決しうる仮説ということで
注目を集めているのがサイクリック宇宙論とビッグバウンスだ

Bouncing Cosmologies: Progress and Problems
https://arxiv.org/pdf/1603.05834.pdf

カトリックの司祭であり、副業で物理学者―ビッグバンを提唱したジョルジュ・ルメートルのフェニックス宇宙理論は
数年前から注目を集めているサイクリック宇宙論と類似しているのは、奇妙な因果ではある

The Return of the Phoenix Universe
Jean-Luc Lehners, Paul J. Steinhardt, Neil Turok
(Submitted on 5 Oct 2009)
ttps://arxiv.org/abs/0910.0834

ジョルジュ・ルメートルは一般相対性理論から派生したFLRWからビッグバン理論を提唱していた

 

3: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:01:10.98 ID:TuF06yuK
一番知りたいのは宇宙の最前線
膨らんでるって事は宇宙の外はじゃあ何?何があるの?って事になるんでしょ

 

22: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:43:21.28 ID:UWGjwIwP

>>3
同じ宇宙だよ

地球でも地平線の向こうは同じ地球だというのと同じ

 

27: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:47:44.52 ID:J0t9Ze9y
>>3
3次元空間さえ存在しない可能性がある。

 

28: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:48:30.86 ID:awsjZhG8
>>27
なんで?

 

34: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:59:08.59 ID:3crTwnQY
>>27
宇宙は5次元

 

5: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:05:01.42 ID:DkuXiwPx
作画崩壊の方が問題だ。

 

6: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:06:55.29 ID:2rC+RlDO
二次元の世界に入ってしまえば宇宙の終わりなどどうということはないさ

 

7: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:07:15.59 ID:9GNc4rNd
拡散しきって冷え切って終わり、だろうな。

 

10: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:17:04.79 ID:ZhVHjBfR
宇宙というか空間が物凄いスピードで膨張していると言われても
日常生活のなかでぜんぜん実感が湧かないのは何故?
あああ空間が広がっていくうううという感覚が全くないわ

 

12: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:23:12.14 ID:k8pl0RWL
>>10
個々の銀河の中で空間は膨張してないから、当たり前。

 

57: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:57:00.91 ID:FlVScxRf

そもそも終わりも始まりも実在しない
状態が変わってるだけ
宇宙という状態の始まりと終わりは実在するけどね
人間の定義する宇宙という前提がまだまだデタラメなんだと思う

>>10
乗り物、例えば電車で移動してるときに発車停車急なカーブ以外にG感じないでしょ?
それと一緒

まぁ空間自体は膨張なんてしてないと思うけどね
天気図を複数階層でイメージしてみ
低気圧の中心から雲が広がっていくでしょ
それと似てると思う

 

62: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 10:14:14.32 ID:X2ar7Jy+
>>10
1年で1kmあたり数百オングストローム程度

 

72: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 10:54:52.46 ID:DtSMADIp
>>10
人間の思考なんて所詮その程度なんだよ
卑近な例では原発を停止していることで、毎年数兆円の国富が失われているが
そんなこと誰も実感しないし、気にしないだろw

 

11: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:19:38.52 ID:aWnsI5u6
地球以外の惑星でも、素晴らしい絵画や文学作品や音楽などが生み出されているはずだが、
それらも宇宙の終わりとともに消え去るのが空しいなぁ・・・。

 

16: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:30:23.36 ID:3n9dkme4
膜宇宙の話はどうなった

 

30: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:52:00.76 ID:3crTwnQY
>>16
それより、2つの恒星が最期を迎える時にワームホールができるが、ワームホールを通して別の宇宙に行ける。
多元宇宙の方が面白い。

 

17: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:33:47.54 ID:t73vxtD9
多分熱的死だろうな
星は消え、生命は消え、
漆黒の闇の中で時間だけが永遠にながれてゆく

 

26: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:47:36.78 ID:viKJkcrH

この宇宙空間は水たまりのようなモノで、常に新しい空間がどこからか流れ込んで増えていっている。
だが、ブラックホールがその空間を別のところに移動させているから、差し引きゼロの状態。
そして、その向こう側には、また別の宇宙が広がっている。

なんてことを妄想してる自分がいた。

 

33: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 08:57:04.64 ID:3crTwnQY
ビッグリップに1票
ダークマターは宇宙を形成するの設計図なので興味がある。

 

36: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:06:00.32 ID:cljsFjAB
色々な手法を思いつかないと予算がつかないもんな。
考えるだけ無駄なことは放置でおk

 

37: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:07:27.12 ID:aKn3qnGZ
無から有が発生しないと宇宙の始まりって説明できないよね。
不思議だわー

 

38: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:10:35.10 ID:XOHUmPMS
>>37
んなことないよ。
宇宙の始まる前に宇宙のタネがあったとする永久インフレーション仮説はいまの主流な仮説の一つ。

 

39: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:11:45.22 ID:rnNYFoVg
無から有は生まれないというのは単なる人間の思い込み
真空から素粒子が生まれることは知られている

 

41: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:19:15.35 ID:8iWz1cc/
>>39
そんなには知られてないと思うよ。
科学に興味のある人(この板の偽造用語でいうリケイ)はほぼ知ってるんじゃないかと思うけど。
また、その現象はまだまだ実証されてない。
ブラックホールの蒸発に関わる観測ができれば、また光から素粒子を合成できたら空間のなかで繰り返し素粒子が合成破壊してる状況はほぼ間違い無いということになるらしいけど両者ともまだ道半ば。

 

70: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 10:50:25.61 ID:Mz98UPPS
>>39
真空は無ではない。何かがぎっしりと詰まっている状態。

 

42: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:24:06.59 ID:QqDHv8z5
宇宙の中心はどこにあって我々の銀河はどこに位置しているのだろうか…

 

43: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:27:12.45 ID:awsjZhG8
>>42
宇宙の中心は定義できない、という説がほぼほぼ間違い無いとされているよ。

 

46: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:32:24.36 ID:iAuobsoM
>>42
どうやら天の川銀河系含む銀河群が中心みたいな記事読んだことがある

 

48: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:32:59.21 ID:awsjZhG8
>>46
その記事俺も読んでみたい

 

49: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:35:30.35 ID:iAuobsoM

>>48
ダラム大学とハーバード・スミソニアン天体物理学センターの研究チームが、初期に形成された銀河を複数識別しました。私たちの天の川銀河を周回している消え入りそうな衛星銀河が、宇宙の初期段階で形成された銀河グループに属するという証拠を見つけたのです。

研究者は、この発見を「非常に刺激的」と表現しており、「初期宇宙で生まれた銀河が天の川銀河を回っているという発見は、地球上で最初に生まれた人間の痕跡を見つけたことに匹敵する」と発言しています。

 

52: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:39:48.84 ID:awsjZhG8

>>49
前後省いてない?
その話のどこにも宇宙の中心とか書いてないんだけど。
それ以上に初期の銀河と俺らの銀河系が同じ群に属しててその中心付近に銀河系が存在してるってほうがすごいんってことじゃないの?

一応違う話書いてるのかわからんからURL貼ってよ。

 

50: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:39:07.60 ID:QqDHv8z5
>>46
それって観測点の中心(地球)を基準に見ているからじゃないの?

 

44: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:30:34.47 ID:ZkdQGce0
人生なんてくだらないものだ

 

45: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:31:41.53 ID:io7WyLPg
百億の昼と千億の夜?

 

47: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:32:35.65 ID:b5oDDpq0
仮に無から生まれたのなら
終わりがあるとしても 又
生まれると考えるのが自然。

 

51: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:39:11.40 ID:b5oDDpq0
ところで「重力波望遠鏡」のカグラは出来たが
宇宙の大規模構造の中のボイドが実は
物質が一杯という話は未だか?

 

54: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:47:13.63 ID:awsjZhG8
>>51
重力波は大質量天体の衝突などのイベントを捉えるものだよ。
あんたがカグラの意義をネットで検索して自分が知らない知識分野があることを知り、
銀河群やそれ以上の大規模構造はいまどれだけ解明されているのか、そのためにどのような
観測が行われてきたのか、これからはどのような観測が何を明かしていくのか、と
いうことに気持ちを向けるのはまだかな?

 

66: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 10:37:30.42 ID:b5oDDpq0
>>54
確かに全く分からないが、ソレって要するに
カクラの重力検知精度は宇宙の真の姿を
捕えるには感度や分解能が低すぎるって
事じゃないの?

 

67: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 10:42:37.87 ID:bymHDMAo
>>66
いまの重力波望遠鏡の意義を調べてみよう。
宇宙の真の姿は機械一つで捉えられるものじゃないよ。

 

53: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 09:42:39.31 ID:tMTq7Mn/
どっちみち地球型生物が誕生し得るような宇宙はあと数百億年くらいで終わりそうだな

 

63: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 10:17:20.47 ID:l8D5CIRE
ビッグバン宇宙論は破綻しているプラズマ宇宙論なら全て説明できる

 

64: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 10:30:22.48 ID:14BrRpNa
考えても仕方ない。未来永劫答えは出ない。

 

71: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 10:52:33.21 ID:BndqHRil
ビッグリップしかないのか すべて無になるのか

 

73: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 11:01:11.17 ID:+tExxCdn
その原発関係者も福一でチリ地震の時津波な対する脆弱性が発見されたのに口裏合わせでなかったことにして
見事に爆発させて国富を吹っ飛ばしているがね。運よくあの程度で済んでよかったねというありさま。愚民と全く同じだよ。
国を滅亡させるだけのものを持っているからはるかにたちが悪い。

 

74: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 11:04:38.30 ID:+tExxCdn
そういえば原発停止による石器時代ってどうなったん?
むしろ好景気になっていますがw

 

76: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 11:27:47.53 ID:YipwHsHP
観測者がいなくなることが宇宙の終わり

 

77: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 11:28:10.49 ID:bdSCqHaP
そんなこといわず、宇宙がどうしてこうなってるのか
はやく教えてくれ

 

79: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 11:59:27.86 ID:M1arYout
お前ら安心しろ。
神である俺は宇宙が終わるようには作っていないから。

 

80: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 12:01:26.48 ID:CYnz37DA
世の中分からない事だらけねぇ

 

82: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 12:06:50.37 ID:kSpDswPu
タイムマシンができたときじゃないかな。
光速を超える方法が見つかれば、光速の宇宙は相対的に極小になる未来しかない。

 

84: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 12:16:02.60 ID:4UQwNJsi
真空崩壊が感覚的にしっくりする

 

97: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 12:34:30.56 ID:hkRKYD7W
真空と無って何が違うんだ?

 

98: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/22(水) 12:46:36.37 ID:C4tcIg0g
地平面の面積は有限に収束すると思うんだ。宇宙は無限に広がり続けることはない。熱的死と見分けはつかないかもしれないけれど。

 

転載元https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1534892224/