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zoom RSS 現代宇宙論の歴史(2)

<<   作成日時 : 2018/09/24 00:01   >>

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今回は主に「ビッグバン宇宙モデル」についてまとめます。

2.ビッグバン宇宙モデル

 1931年:ルメートル、論文「量子力学の視点からの宇宙創生」
   宇宙のすべての原子が圧縮されて一つの原始原子(primeval atom)から始まった
   →先駆的ではあったが、時期尚早

 1946年:ガモフ(G. Gamow)、原子核物理学に基づき、宇宙は火の玉として生まれたというモデル提唱
   宇宙の初期ではすべての原子の原子核が合体した状態から始まる
   この始原的原子核が分裂し、分裂破片が宇宙を構成する原子の核になる
   分裂で生成される原子核は結合の大きい鉄近傍の原子核が主になると予想
   → しかし、宇宙の構成原子の重量比 水素73% ヘリウム24% その他3%
   → 初期が高温ならば現在の状態を説明可能 → 火の玉宇宙モデル
   (高温のためほとんどの核子は結合したとしても、熱運動のため、重元素になれない)

 1948年:ガモフは、アルファ(R. Alpher)、ベーテ(H.A. Berte)と共にαβγ理論を提唱
   宇宙のすべての元素は火の玉宇宙初期の合成によって説明できるとする理論

 1950年:林忠四郎、素粒子論的宇宙論の先駆けを切り開いた
   宇宙初期の元素合成の進行を決める重要な値:陽子と中性子の個数比
   → 弱い相互作用によるニュートリノ、電子、陽電子の反応によって決まることを指摘

   その後、アルファや多くの研究者によって、元素合成の研究が進む
   宇宙初期の火の玉の中で合成されるのは、
   水素、重水素、ヘリウム、リチウムのみでそれより重い元素は合成されないことが判明

 1957年:バービッジ(M.E Burbidge and G.R. Burbidge)。ファウラー(W.A. Fowler)、ホイル(F. Hoyle)
   炭素、窒素、酸素などを含めて残りの元素は星の中での核融合で合成されることが判明

   火の玉宇宙は。定常宇宙論者のホイルがBBCの番組で揶揄するために使った言葉(big bang)を、
   ガモフなどがこのモデルに適切な名前と受け入れられたため「ビッグバン宇宙モデル」となった

   ビッグバン理論の最も大きい予言:「現在の宇宙にプランク分布をしたマイクロ波の背景放射が存在する」
   熱い火の玉の状態で宇宙は熱分布をした放射に満ちていたはず
   → 波長は宇宙の膨張につれて長くなる → 熱放射はプランク放射を保ったまま赤方偏移
   アルファ、ベーテは現在の背景放射はそれぞれ5K、7K 推定

 1965年:ベル研究所のペンジャス(A. Penzias)とウィルソン(R. Wilson)は、この宇宙背景放射を発見
   波長から温度を3.5Kと求めた → 現在の測定値 2.725±0.002K

 ⇒ ビッグバンモデルは現在の科学的宇宙論の標準モデルとなった

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