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宇宙は存在しない!? ~物理学が解き明かす謎~

宇宙は存在しない!? ~物理学が解き明かす謎~
宇宙は存在しない!? ~物理学が解き明かす謎~

 

人類のロマンと言っても過言ではない宇宙とその謎。長い年月をかけて世界中の国同士が、まるで競い合うように宇宙に関する研究を進めてきました。

そんな中で、2017年10月に「宇宙は存在するはずがない」という驚きの結論を発表した機関があります。欧州原子核研究機構です。なぜこのような矛盾を孕んだ結果が導き出されたのでしょうか。

 

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反物質

事の発端は「反物質」の研究です。皆さんは反物質とは何かご存知ですか?

反物質とは、物質と出会うと光を放って消えてしまうという性質を持っており、近年では「雷が反物質を生み出している」との事実を京都大学や東京大学の研究チームが発見しました。

この反物質ですが人工的に作り出すこともでき、映画「天使と悪魔」では物質と接触して膨大なエネルギーを放つ兵器として描かれています。

有名大学の研究チームに、世界中でヒットした映画。様々なシーンで注目されている反物質ですが、なぜここまで注目されているのでしょうか。最大の要因は、「宇宙誕生時に、物質よりもはるかに多く消滅してしまった」謎が解明されていないことにあります。

宇宙誕生と反物質の関係

皆さんご存知の通り、宇宙はビッグバンによって誕生しました。正確にいうと、ビッグバンのすぐ後に起きた「物質と反物質の激しい争い」の結果生まれました。

現代の物理学によると、物質と反物質はビッグバン以前には同じだけ存在していました。それが今から約138億年前、例によってぶつかり合い、光を放ち、反物質だけが大量に消えたのです。

この事実は、現代物理学で考えられている「一つの素粒子に対して質量やスピンは同じだけれども量子数の符号だけが逆の素粒子が存在する」つまり物質と反物質は2セット、対の存在であるという説と矛盾してしまいます。

今この世界では、反物質の方がはるかに少ないという事実があります。これを、宇宙誕生に際し「反物質だけが大量に消えた」からであると証明するためには、反物質と物質の違いが符号だけではおかしいのです。

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BASEプロジェクト

こうした話を背景に、スイスのジュネーブにある欧州原子核研究機構、通称セルンではBASEプロジェクトが発足しました。

BASE とは、“Baryon-Antibaryon Symmetry Experiment”の略で、「バリオンと反バリオンの対称性」を調べる実験という意味です。バリオンとは、亜原子粒子、 物理学において原子より小さいとされている粒子の一種です。このプロジェクトでは、陽子と反陽子の磁気モーメントを精密に計算して差異があるかどうか調べます。

つまり、先に述べた「反物質と物質の差異は符号のみであり、その他は一致する」という現代物理学で考えられている前提を覆すための調査です。

反物質の隔離

さてここで、気になる調査結果についてお話しする前に反物質の調査がどれほど難しいことか少しお話ししたいと思います。欧州原子核研究機構、通称セルンでは反陽子減速機という装置で反物質を保存しています。

反物質は「物質と出会うと消滅してしまう」という性質から保存が非常に難しいことがわかります。真空状態にした空間で磁力を使い、物質から隔離しておかねばなりません。

磁力で隔離する、と一言で言いましたが、この隔離を成功させるシステムを作ることが困難で、このプロジェクトでも開発に時間がかかりました。

そもそも前提として、永遠に隔離し続けることは不可能なので、いかに長く隔離できるかの勝負になります。今回のプロジェクトでは最長記録である405日間の隔離に成功しました。

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矛盾した研究結果

たくさんの苦労と長年の研究開発の末行われたBASEプロジェクトですが、結果は思いもよらないものとなりました。

なんと、反物質から計測された磁気モーメントは物質と差異なし、つまり反物質と物質の違いは本当に符号だけであると証明されてしまったのです。こうなってくると、宇宙誕生に際し「反物質だけが大量に消滅した」現象の理由、理論が説明できないのです。

つまり宇宙が誕生したことを証明できないという状況になります。

 

いかがでしたか?
宇宙は確かに存在しているし、宇宙が存在したから地球、そして我々人類が存在しているわけですが、長年信じ続けられてきた宇宙誕生秘話「ビッグバンとその直後の物質・反物質衝突」が最新の物理学によって証明された事実と矛盾する事態となってしまいしました。理論上は宇宙が存在しない、けれど事実として宇宙があるという奇妙な状態ですね。宇宙が存在するとも宇宙は存在しないとも言えるまさに“シュレティンガーの猫“状態を脱出できる新事実は発見されるのでしょうか。今後の研究に注目です。
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