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後半はビッグバンモデルと定常宇宙モデルの争い。科学者同士の争いは時に醜く同じ観測結果を見ても別の理論の信奉者は別の結論を導きだす。しかし上巻でビッグバンを否定したアインシュタインは下巻冒頭ではハッブルの赤方偏移のデーターを元にルメートルが正しかったとビッグバンモデルに転向した。「この項を持ち込んでからというもの、ずっとやましい気持ちでした。・・・私には、あんな醜いものが自然界に実現しているとは考えられません。」
ビッグバン仮説に対する定常宇宙論がどうやって赤方偏移、つまり遠くの宇宙は膨張し遠ざかる光を説明するのか？膨張すると空間にある物質は当然薄くなるが、もにょもにょっと新たな物質が生まれて薄まった分を埋めるので全体としては変わらないというのがそのモデルだ。エネルギー保存則は無視してしまうのね・・・E=MC^2なら物質が穴埋めした分エネルギーが減り冷えていくはずなんだが。
ビッグバンモデルへの攻撃はルメートルがカトリックの聖職者だったことにもある。ルメートル自身は科学と信仰は切り離していたが反宗教派はビッグバン仮説を創世記と結びつけて攻撃した。またこのころハッブルの観測から計算された宇宙の年齢は２０億年と地球上の岩石の放射線測定から計算された３４億年に満たないなどの矛盾もあった。
天文学で測定された宇宙にある部室の推定では存在比は水素１万に対し、ヘリウムが１千、酸素が２で炭素が１、その他は全て合わせて１未満である。ルメートルは原初の重い原子が次々と軽い分子に分解していくモデルを考えていたのだがそれではこの比率は説明できない。ロシアから亡命したガモフは逆に水素が核融合して重い原子を作るビッグバンモデルを考えこれで水素とヘリウムの比率は計算結果にあった。しかし炭素が作られるルートが見つからない。数学が不得手だったガモフは初期宇宙出の元素合成の問題に若いラルフ・アルファーを引き込む。ビッグバン初期のモデルを発表する際にガモフは仲の良かったハンス・ベーテを引き込むのだがこれはアルファー・ベーテ・ガモフとαβγをかけたシャレだった。このため若いアルファーは目だたなくなり後々悶着の種になる。ガモフのたちの悪いジョークはいろいろと騒動を引き起こしたがなかなかお茶目でもある。ののしり合いよりはよっぽどましだろう。この計算結果は大ニュースとなり１９４８年ワシントン・ポストは世界は５分で始まったと取り上げた。初期宇宙の元素合成は３００秒でヘリウムを生み出した。
原初の宇宙は陽子や中性子、電子が好き勝手に飛び回っている。宇宙の温度が１兆度から百万度の間の頃陽子と中性子から重水素の原子核ができヘリウムの原子核ができた。とは言え電子はあいかわらず激しく飛び回り分子としては存在していない。いわゆるプラズマと言うもので詳しくは大槻教授に説明してもらいたいがもう少し温度が下がると電子と結びつき水素とヘリウムになる。原初の宇宙は光の海でもあったらしい。やはり「光あれ」か。光は電子と相互作用するため明るいが不透明な世界が３０万年ほど続く。そして温度が３千度に冷えた頃、水素とヘリウムはプラズマから分子へと状態を変える。これが分子が誕生した瞬間だった。同時に光は分子とは干渉せず宇宙を真直ぐ進み始める。この時の光はあらゆる方向に進み、つまり地球からみればあらゆる方向からやって来ている。空間の膨張とともに今では波長１ｍｍのマイクロ波があらゆる方角からやって来ておりこれが観測されるのは１９６０年代まで待つことになる。
宇宙に残されたもう一つの謎炭素原子以上の重い原子が出来ることを証明したのは皮肉なことに定常宇宙論を信奉しビッグバンに反対するイギリスのフレッド・ホイルだった。ヘリウムが二つ融合するとベリリウム８ができさらにヘリウムが融合すると炭素１２の原子核ができる。しかし実際には少し質量が大きくなるためエネルギーを放出して質量差を調整しなければいけないのだが、ベリリウム８は不安定でこの質量さを調整する時間が取れないのだ。ホイルのアイデアは炭素の新しい励起状態（エネルギーが高い状態）がちょうどこのヘリウムとベリリウム８を足した重さであれば（エネルギーの高い状態は重い）その経路で炭素が出来る確率が高まると言うものだ。ホイルはサバティカルで招かれたカルテックで当時最も偉大な実験原子物理学者であったファウラーをたずね、初対面にもかかわらず上手くいけば大発見だとファウラーを口説き落とした。そして１０日後ファウラーチームは新しい目的の励起状態を発見した。２億度の星の中でヘリウムから炭素が生まれる。そしてさらに重い元素も。やがて星は収縮しブラックホールとなるかあるいは超新星になって中に溜め込んだ元素を宇宙にばらまく。やがて違う所にガスが集まると重力により新たな星が生まれより重い元素が生まれていく。
ビッグバンに残された最後の課題はビッグバンの宇宙は均一で重力の偏りがないため星が生まれそうにないことだった。膨張する宇宙に少しでもゆらぎがあれば重力差が生まれ星が生まれる。最後の観測はあらゆる方向からやってくる放射線にゆらぎがないかを見つけることだった。当初１９８９年に衛星を使って観測を行う予定であったがチャレンジャー号の打ち上げ失敗のため計画は暗礁に乗り上げた。何とかスターウォーズ計画の標的に使われるはずだったロケットを確保したが今度は衛星を軽くしないと打ち上げ出来ない。そして１９８９年１月１８日ついに打ち上げは成功した。そして３年に及ぶ観測の結果わずか１０万分の１のゆらぎが発見された。
１本の棒の影から始まった宇宙観測の歴史はこうして宇宙がどうやって出来たかを解き明かす所まで来ている。サイモン・シンはエピローグを一つの挿話で締めくくっている。
神は天地創造以前に何をしていたのか？
神は天地創造以前に、そう言う質問をするあなたのような人間のために、
地獄を作っておられたのだ。
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- 感想投稿日 : 2013年9月19日
- 読了日 : 2013年9月17日
- 本棚登録日 : 2013年9月17日
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