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「ビッグバン」の直後ってどういう状態だったの? [探究心の喚起]

【ビッグバン直後ってどういう状態だったの?】
・ビッグバン直後は、宇宙全体が太陽の中心部(約1600万℃)よりもはるかに高温。
・宇宙が誕生してから100万分の1秒後ころは、大量の光子(フォトン)、ニュートリノ、電子、少量の陽子、中性子がごった混ぜになっていた。
・現在知られている4つの力(重力、電磁気力、弱い力(弱い核力)、強い力(強い核力))が分離したのも、宇宙誕生の初期のころだと言われている。
・宇宙誕生の約3分間で、物質のもとである素粒子のうち「クォーク」と呼ばれるものが集まり、陽子や中性子となった。陽子や中性子が集まて、水素やヘリウムの原子核が次々と生み出された。このとき生まれた原子核の92%が水素。残り8%がヘリウムだった。
・普通なら原子の周りを回っているはずの電子も飛び回っていたため、光は電子にはばまれて遠くまで届かなかった(宇宙はくもった状態)
・ビッグバンから40万年ほどたって、宇宙の温度が約3000℃まで下がると、自由電子が原子核に捉えられるようになり、光が遠くまで届くようになった(宇宙の晴れ上がり)。

【ビッグバンの証拠があるって本当?】
・ビッグバン理論を提唱したガモフは、もしビッグバンが起きていれば、その時の残り火が絶対温度5度の宇宙背景放射として観測されるだろうと予言。
※絶対温度(K:ケルビン):273.16K=0℃
・1965年、ベル研究所のアーノ・ペンジアスとロバート・ウィルソンは宇宙全体から等方的にやってくる絶対温度3度の物体が出す電波を観測。
・宇宙が現在まで膨張して冷えた結果、現在の宇宙の温度は3K。それがあらゆる方向から観測されたことがビッグバンの証拠になっている。

【疑問点】
・素粒子って何?
・クォークって何?
・太陽の中心温度ってどうやって計算しているの?
・光子って何?
・4つの力って何?
・電波って何?

【参考】
NHK基礎講座(地学基礎)
宇宙情報センター
宇宙の歴史
宇宙図


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