[ January 25, 2022 2.10am AEDT ] – カサンドラ、11歳、英国エプソム
[ 答えてくれる先生 ]
Or Graur
ポーツマス大学 天体物理学 上級講師
宇宙が始まったとき時間が始まりました。宇宙がどのように、そしてもし終わるかによって、時間も終わるかどうかが決まります。
宇宙は無限に小さな空間に押し込まれたところから始まったと思います。どういうわけか、私たちはまだ理解していませんが、宇宙はすぐに拡大し始めました–どんどん大きくなっていきました。宇宙の始まりのこのアイデア、または「モデル」はビッグバン “the Big Bang” と呼ばれます。
1998年に、科学者たちは宇宙がどんどん膨張していることを知りましたが、なぜこれが起こっているのかはまだわかりません。
ダークエネルギー
それは宇宙の真空のエネルギーと関係があるかもしれません。それは新しいタイプのエネルギー分野かもしれません。あるいは、まったく新しい形の物理学かもしれません。私たちの理解の欠如を象徴するために、私たちはこの新しい現象を「ダークエネルギー」と呼んでいます。
私たちはまだダークエネルギーが何であるかを解明しようとしていますが、宇宙が終わる可能性のあるさまざまな方法を予測するためにすでにそれを使用することができます。
ダークエネルギーが強すぎなければ、宇宙が無限に大きくなるまでには無限の時間がかかります。無限とは終わりがないことを意味するので、この場合、時間は決して終わりません。
しかし、ダークエネルギーが強すぎると、宇宙が急速に膨張するため、存在するすべてのものの構成要素である小さな原子でさえ、宇宙のすべてが引き裂かれます。このビッグリップのシナリオ “Big Rip scenario” では、宇宙は永遠に拡大することはありません。
代わりに、それは非常に速く拡張するので、特定の瞬間に無限に大きなサイズに達します。宇宙が無限に大きく、すべての物質が引き裂かれたその瞬間が最後になります。宇宙は存在しなくなり、時は終わりを迎えます。
宇宙が終わるかもしれない別の方法があります。これはビッグクランチ “the Big Crunch” と呼ばれます。このシナリオでは、宇宙はある時点で拡大を停止し、再び縮小を開始します。
宇宙はどんどん小さくなり、銀河は互いに衝突し、宇宙のすべての物質は一緒に砕かれます。宇宙が再び無限に小さな空間に押し込まれると、時間は終わります。
ビッグバウンス “The Big Bounce”
一部の物理学者は、ビッグクランチは宇宙の終わりではなく、単にその存在の真ん中であるかもしれないと考えています。この考え方によれば、宇宙は無限に大きく始まり、それが可能な限り最小のサイズに絞られるまで、無限に長い時間縮小します。それが起こるとき、終わる代わりに、ビッグバンがあり、宇宙は拡大し始めます。
このビッグバウンスのシナリオでは、宇宙が可能な限り最小の空間に押しつぶされるまでに無限の時間があり、その後、宇宙が拡大するまでに無限の時間があります。時間には始まりも終わりもありません。
一部のビッグバウンスモデルでは、宇宙は1回だけバウンスします。他の場合、それは無限の数のバウンスを経て、演奏を停止することのないアコーディオンのように、絶えず拡大および縮小します。
これらのシナリオはすべて、何が可能であるかを示していますが、必ずしも真実であるとは限りません。一つには、ダークエネルギーとは何かを理解する必要があります。さらに重要なことに、宇宙の仕組みに関する現在の理解が正しいという保証はありません。
ある日、おそらく100年後、あるいは今からほんの数週間後に、誰か（おそらくあなた？）が宇宙の働きを説明するためのより良い理論を思い付くでしょう。たぶんそれなら、時間が来て終わるかどうかがわかるでしょう。繰り返しになりますが、おそらく新しい理論は、時間の概念が大きく異なるか、それを完全に廃止することさえあります。
この記事は、クリエイティブコモンズライセンス(CCL)の下で The Conversation から再発行されています。日本語訳はarchive4kids(Koichi Ikenoue)の文責で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article
