ポップサイエンスに初登場した若きスティーブン・ホーキングが驚くべき発見を語る

宇宙はどのようにして終わるのでしょうか。宇宙は氷の領域で消え、膨張するにつれて冷却し続け、その広大な領域全体が絶対零度に達するのでしょうか。それとも、構成要素がどんどん速く衝突して巨大な火の玉となり、宇宙は燃え尽きるのでしょうか。それとも、宇宙は永遠に生き続け、容赦なく膨張と収縮を繰り返すのでしょうか。

それは人間が問うことのできる究極の問いであり、神学と哲学の印象的な意味合いを帯びています。しかし、信じられないことに、天文学者たちはすぐに答えがわかるだろうと考えています。

彼らの自信は、過去 20 年間にわたり、観測と理論の進歩を組み合わせて、一連の関連する疑問に答えることに成功したことに由来しています。宇宙は壮大な爆発で始まったのか (「ビッグバン」理論)、それとも単に常にそこに存在し、絶えず更新し続けているだけなのか (定常状態理論)? 物質はどのようにして銀河と呼ばれる巨大な星の集合体に集まったのか? クエーサーやブラックホールなどの奇妙な存在の本質とは? そして、それらは究極のパズルを解く上でどのような証拠となるのか?

こうした疑問の答えを探求した結果、宇宙の姿は以前とは根本的に異なるものとなった。宇宙の性質を解明することを専門とする天文学者、つまり宇宙学者はかつて宇宙は不変で静穏であると考えていたが、現在では宇宙はダイナミックで激しく、人間の理解を超えるほどの規模の爆発によって破壊されていると見ている。

今日の宇宙には、奇妙でほとんど信じ難いほどの物体があふれている。ブラックホールと呼ばれる宇宙の掃除機は密度が高すぎて光線ですらそこから逃れられない。クエーサーと呼ばれる太陽系ほどの大きさしかないが何百万もの恒星より​​も多くのエネルギーを発する小さなエネルギーのビーコン。銀河はあまりにも広大で、勇敢な宇宙飛行士でも横断するには文字通り何百万年もかかる。これらの物体と同じくらい驚くべきことは、宇宙学者がこれらの物体が宇宙の生命においてどのような役割を果たしているか理解できると考えていることだ。「科学の歴史において、これほどまでに私たちの理解の限界が劇的に拡大した時期はめったにない」とワシントンのカーネギー研究所のベラ・ルービンは断言する。

宇宙学者たちは 1930 年以来、宇宙の発展について議論してきました。その年、ヘール天文台の若き天文学者エドウィン・ハッブルが衝撃的な論文を発表しました。ハッブルは銀河のスペクトルを研究していました。銀河とは宇宙に広がる巨大な星の集まりで、そのほとんどは地球から非常に遠いところにあります。

星、銀河、その他の天体のスペクトル分析により、天文学者の興味の対象である個々の対象から放射される光やその他の放射線の正確な周波数を示すグラフが作成されます。科学者はスペクトルを 2 つの方法で使用します。まず、特定の星や銀河の内部に存在する化学物質に関する正確な情報を取得します。同様に重要なことは、専門家がデータを使用して、その天体が地球に対してどのくらいの速度で移動しているかを発見できることです。

速度の測定はドップラー効果に依存します。ドップラー効果は、1840 年代に発見したオーストリアの物理学者クリスチャン ドップラーにちなんで名付けられました。相対運動によって周波数に明らかな変化が生じることで発生します。ドップラー効果は、地球の方向にある星や銀河から放射される光、電波、その他の種類の放射線に影響します。銀河が地球に近づいている場合、その光は通常よりも青く見えます。遠ざかっている場合、望遠鏡で見ると、その光は通常よりも赤く見えます。

ハッブルが赤方偏移のパターンを分析したとき、驚くべき事実を発見した。例外なく銀河は赤方偏移を示し、つまり銀河が私たちから遠ざかっているということだ。さらに、銀河が遠くなるほど、遠ざかる速度も速くなる。この図は、宇宙が膨張していることを決定的に示している。膨張する宇宙は今日ではほとんど決まり文句になっているが、宇宙は静止していて動かないものだと受け入れることを学んでいた過去の天文学者たちを驚かせた。

すべてはこうして始まった

半世紀以上にわたる綿密な研究の結果、少数の異端者を除くすべての天文学者は、ドップラー効果が宇宙の本質を解明する鍵を握っていると確信した。しかし、その結果は2つの異なる方法で解釈できる。これらの議論は1948年に数か月以内に発表された。1つは、英国のフレッド・ホイル、トーマス・ゴールド、ヘルマン・ボンディが提唱したもので、宇宙は始まりも終わりもなく無限であるというものである。彼らは、銀河系内で物質が絶えず生成されているため、宇宙は膨張していると主張した。米国の天文学者ジョージ・ガモフとラルフ・アルファーは別の見解をとった。彼らは、宇宙はビッグバン、つまり最初に爆発した火の玉が宇宙のすべての部分を外側に投げ出し、その力によってそれ以来宇宙は膨張し続けていると主張した。関係する距離と時間が非常に大きいため（ガモフとアルファーの計算によれば、ビッグバンは間違いなく数十億年前に起こった）、2つの理論のどちらにするかを決定づけられると期待していた天文学者はほとんどいなかった。しかし、1965年に宇宙論に革命をもたらす発見があった。

ニュージャージー州ホルムデルのベル電話研究所の電波天文学者、アルノ・ペンジアスとロバート・ウィルソンにとって、それは恥ずかしいことから始まりました。彼らは星の研究に使う予定だった無線アンテナからかすかなヒスノイズを取り除くことができませんでした。2人は機器から巣を作っていたハトを数羽追い出し、徹底的に洗浄し、分解して組み立て直しましたが、効果はありませんでした。かすかな干渉は続き、アンテナを向けたどの方向からでもまったく同じ音量で入ってきました。「それは、葉巻のない部屋に葉巻の煙が漂っているようでした」とペンジアスは言いました。

その後、飛行機内での偶然の出会いが、二人の天文学者を、ビッグバン理論を研究していたプリンストン大学の理論家 PJE ピーブルズのもとへと導いた。ビッグバンによって生じた放射線は消え去ることはない、とピーブルズは推論した。それは宇宙に浸透し続け、強度は弱まるものの、ビッグバンから何億年も経った後もまだ検出可能であり続けるだろう。ベル研究所の明らかに不安定なアンテナが検出したのは、現在宇宙マイクロ波背景放射として知られているその放射線だった。2 年前、ペンジアスとウィルソンは、この発見によりノーベル物理学賞を受賞した。これを祝して、二人は T.S. エリオットの古い言葉をひねり出してこう言った。「世界はこうして始まった。すすり泣くような音ではなく、バンという音とともに。」

ビッグバンが定常理論に勝利したことは今や明らかであるように思われるが、まだ多くの疑問が残っている。例えば、宇宙は膨張と冷却を永遠に続け、暗く荒涼とした極寒の地となるのだろうか。それとも、銀河は相互の重力によって再び一緒に落ち、私たちが今参加しているのと同じような新しいサイクルで再び爆発するのだろうか。永遠に膨張し続ける宇宙、収縮してビッグバンの強力な逆転で終わる宇宙、そして前後に跳ね返る周期的な宇宙の見通しは、どれも同じように魅力的ではないように思えるかもしれない。確かに、どれが起こるかを心配する必要などない。収縮が起こるとしても、それは約 1,000 億年後である。しかし、この問題は天文学者にとって極めて重要である。なぜなら、宇宙の運命はその本質と絡み合っているからである。

宇宙の形

宇宙では、幾何学が運命です。宇宙学者は、宇宙が 2 つの形状のいずれかで存在できることを認識しています。1 つは、膨らませている風船の表面の 3 次元相当として描くことができます。表面には認識できる端や中心はありませんが、限られた寸法があります。このような「閉じた」宇宙で長距離旅行に出発する宇宙旅行者は、宇宙を一周した後、最終的に家に帰ります。もう 1 つのタイプ、つまり「開いた」宇宙ではそうしません。開いた宇宙は、すべての方向に無限に広がる鞍のような形をしています。そのような宇宙は真に無限であるため、旅行者は二度と戻ってきません。数学によれば、宇宙学者は、開いた宇宙は永遠に膨張し、閉じた宇宙は最終的に収縮すると考えています。したがって、専門家は、宇宙の最終的な運命を解明することで、遠回りではありますが、その形状を決定できます。

宇宙が開いているか閉じているかを判断する方法は 3 つあります。1 つは、総質量を測定することです。十分な質量があれば、自然の重力が最終的に銀河を再び引き寄せます。そうでない場合は、膨張は永遠に続きます。2 つ目の方法は間接的です。若い宇宙で重水素と呼ばれる重い水素がどれだけ生成されたかを測定することで、天文学者は当時の宇宙の密度と、それ以降の重力の強さを計算できると考えています。3 つ目の方法は、膨張の減速率を測定する必要があります。これは、近くの銀河の速度を測定し、宇宙の初期に旅を始めたより遠くの物体の速度と比較することによって行われます。

最初の方法、つまり宇宙の質量を測定する方法は、一見するとヘラクレスの難業の 1 つに似ているように思えます。確かに複雑ですが、天文学者はいくつかの規則に従うことで、この作業を少し簡単にすることができます。鍵となるのは重力です。銀河や銀河団などの巨大な物体が重力によって互いに及ぼす影響を観察することで、天文学者はそれらの質量を推定できます。銀河や銀河団の測定結果から、宇宙は閉じるのに十分な質量を持っていないことがわかります。必要な質量の約 3 分の 1 しかないようです。しかし、最近の発見により、この図は大幅に変わる可能性があります。

今年初め、カリフォルニア大学アーバイン校の物理学者チームを率いるフレデリック・ラインズ博士は、ニュートリノとして知られる極小の素粒子に関する驚くべき、そしていまだに議論の的となっている発見を発表した。物理学者らは、1932年に理論化され、1956年まで実際に特定されなかったこの捉えどころのない粒子には質量がないと一般的に考えていた。しかし、サウスカロライナ州の原子炉で作業していたアーバイン大学のチームは、別の結論を出した。結局のところ、ニュートリノには小さな質量がある、と彼らは発表した。

もし彼らの結論が正しいとすれば、膨張し続ける宇宙と、やがて収縮する宇宙とのバランスが崩れる可能性がある。現在の原子理論によれば、宇宙の空間1つあたりに約100個のニュートリノが含まれている。宇宙にあるニュートリノの質量は総質量の2倍以上になり、最終的には収縮を引き起こすのに十分な重力を与える可能性がある。そうなれば、宇宙は収縮と膨張の間を行ったり来たりすることになると、ライネスは考えている。「始まりはなく、終わりもない」と、彼は物理学会で結果を発表した際に予言した。「その結果は神学的なものだ」。重水素技術も不確かな証拠を生み出す。しかし、天空における同位体の量のこれまでの測定と現在の原子核理論を組み合わせると、宇宙は開かれた無限の存在を明確に示している。宇宙論者は、彼らの科学は正確なものではなく、従来の通念は簡単に間違っている可能性があり、新しい発見によって全体像が一変する可能性があると警告している。 「宇宙の他の主要な構成要素が今日でも私たちには未だに知られていないことは疑いようがない」とヴェラ・ルビンは警告する。

宇宙の性質と運命に関する最も重要な手がかりの 1 つが 1960 年に得られました。ヘール天文台のアレン・サンデージがマウントパロマー望遠鏡を使用していたとき、彼は奇妙な形の光点の連続を発見しました。天文学者はこれを「準恒星」を意味するクエーサーと呼びましたが、3 年後まで誰もそれが何であるかを知りませんでした。サンデージの同僚であるマールテン・シュミットは、クエーサーのスペクトルを観察していたときにひらめきました。この異常なスペクトルは、10 億光年以上離れた物体が赤方偏移を激しく起こして発生しているのであれば説明がつくかもしれません。この発見は、宇宙史を非常に遠いところまでさかのぼって、そこに何かが見つかるかもしれないという最初のヒントを宇宙学者に与えました。「クエーサーには魅了されます」とシュミットは断言します。「宇宙がこれほど遠く離れたところから私たちに存在を知らせてくれるのは驚くべきことです。」

サンデージは、最近ヘール天文台のオフィスから電話を取り上げたほど隠遁生活を送る宇宙学者だが、何年も前から、地球に比較的近い銀河（比較的最近に見られる）とクエーサー（非常に遠いため、宇宙の始まり近くに見られる）の速度の違いが宇宙の最終的な運命について何らかのヒントを与えてくれるかどうかを調べるため、慎重な測定を行っている。現在までに、比較的近い銀河に基づくサンデージの計算は、宇宙がビッグバンから得た外向きの力に重力が追いつくことは決してなく、膨張は永遠に続く、つまり開いた宇宙であることを示唆する数字を示している。

サンデージの保守的な見解は最近、数値がもっと劇的に開いた宇宙を示していると考える一連の実験者らによって異議を唱えられている。テキサス大学の研究者と、アリゾナ大学、キットピーク国立天文台、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの合同チームは、いくつかの遠方の銀河を観察し、サンデージの測定値は宇宙全体の典型ではないという結論に達した。その理由は、我々の銀河系が超銀河団の中心に急速に引き寄せられているため、空の他の部分に対するその動きにより、我々の銀河系近隣のすべての測定値が信頼できないからである。この論争は過去だけでなく未来にも影響を及ぼす。サンデージの数値は、ビッグバンが約200億年前に起こったことを示している。しかし、新しい測定値が正しければ、宇宙の年齢はわずか100億年である。

科学の世界ではよくあることだが、ある分野での進歩は別の分野で問題を引き起こす。約20年前にクエーサーの非常に遠い距離が発見されたことで、天文学者たちは困惑する疑問を抱えることとなったが、その答えがようやく今になって見えてきたのかもしれない。

問題は、ほとんどの銀河からの光が数億光年以上離れた距離では観測できるほど強力ではないという事実に関係しています。クエーサーは、その何倍もの距離にあります。したがって、クエーサーは、星の光の原因となるエネルギー源よりもはるかに強力なエネルギー源を持っているに違いありません。また、そのエネルギー源は極度に圧縮されているに違いありません。数百のクエーサーを詳細に観察した結果、この謎の物体は太陽系ほどの大きさではないことがわかりました。最近まで、物理学者は、比較的限られた空間でこれほど膨大な量のエネルギーがどのようにして生成されるのか、理論的な説明さえもできませんでした。

しかし今、理論家たちは有力な候補を見出している。ブラックホールだ。現在、多くの人が、各クエーサーの奥深くにブラックホールが潜んでおり、それがそれらの天体に貫通力を与えていると確信している。ある意味で、ブラックホールはクエーサーと同じくらい神秘的だ。ブラックホールは通常の物理法則には従っていないようで、たとえば、本来目に見えない。しかし、ほとんどの天文学者は、ブラックホールの存在を認めている。ただし、まだ誰もその存在を完全に納得させる証拠を見つけていない。「ブラックホールがこれほど奇妙でありながら、おそらく実在するというのは興味深いことです」と、ブラックホールの第一人者であるカリフォルニア工科大学のキップ・ソーンは言う。

水素は重力に屈する

理論家が最初に提示したように、ブラックホールはおそらく太陽の3倍の重さがある巨大な恒星の断末魔を表しています。恒星は通常、核融合、つまり水素の原子核をヘリウムの原子核に変えることによってエネルギーを得ています（核融合は恐ろしい水素爆弾の動力源です）。ほとんどの恒星で水素は数十億年持続しますが、やがて枯渇します。その時点で、重力が支配権を握ります。とてつもなく大きな恒星は、自身の重力の引力によって圧縮され始め、どんどん密度が濃くなり、どんどん小さくなります。最終的に、この恒星はマンハッタン島ほどの大きさにはなりませんが、密度は鉛の数十億倍になる可能性があります。実質的に、巨大な重力の球体になっています。その重力は非常に強力であるため、近くの塵、ガス、放射線でさえ、ブラックホールに引き込まれずにはいられません。その力は、光を含め、何ものもブラックホールから出られないほど強力です。つまり、ブラックホールを見ることは理論的にも物理的にも不可能です。見る唯一の方法は、ブラックホールに飲み込まれ、ブラックホールがどのようなものだったかを記録する機会さえ与えられないうちに、ブラックホールの中心に消えてしまうほど接近することです。

科学者がそのような課題を不可能だと否定するなら、科学者とは言えないでしょう。天文学者はブラックホールを直接見ることはできないと認めていますが、間接的な証拠を見つけることはできると考えています。原則は、ブラックホールに飲み込まれつつある物質を監視することです。理論によれば、その物質は視界から消えるときに特定の種類のX線を発するはずです。天文学者がそのX線を見つけることができれば、ブラックホールを発見したとある程度自信を持って言うことができます。

まだ誰もそれを達成したとは断言していないが、X線望遠鏡を使用する天文学者は、ブラックホールを示すと思われるX線放射の4つの領域のかなり確固たる証拠を発見した。最も有望なのは、はくちょう座の領域で、1967年に、現在ハーバード・スミソニアン天体物理学センターに所属するX線天文学者リカルド・ジャコーニによって、ブラックホールの候補として初めて発見された。X線をより正確に測定すれば、はくちょう座Xlとして知られるこの源が本当にブラックホールであるかどうかが最終的に証明されるはずだ。

クエーサーの専門家たちは、その証拠がすぐに得られることを確かに望んでいます。ブラックホールについて理解を深めることで、クエーサーの謎についてさらに学ぶことができると専門家たちは考えています。また、ブラックホールの理解が深まれば、天文学者を悩ませてきたもう一つの難問の答えが得られるかもしれないことも判明しました。ビッグバンが起こったとき、物質と放射線が高温で滑らかで均一に混ざり合っていたと考えられます。それがどのようにして、今日私たちが目にする惑星、恒星、銀河の塊になったのでしょうか。この疑問を研究している天体物理学者たちは、ペンジアスとウィルソンが検出した背景放射線を利用して、宇宙が誕生した最初の数秒までさかのぼって、宇宙がどのようなものであったかについて驚くべき発見をしました。実際、さまざまな波長のマイクロ波背景放射を注意深く研究することで、宇宙学者たちは創造の最も初期の出来事について膨大な情報を得ることができました。

まず、ビッグバンは、中心から物質を放出する通常の爆発とはまったく異なるものであることが立証されました。宇宙の始まりとなった出来事は、あらゆる場所で同時に起こりました。強力で均一な火の玉が、宇宙のあらゆるものをあらゆる方向に正確に同じ速度で膨張させました。その大爆発の巨大な力のおかげで、宇宙は今日も膨張し続けています。しかし、宇宙は大きくなるにつれて、最初は急速に、その後は徐々にゆっくりと冷えてきました。

物理学者たちは、ビッグバン後の最初の数百万分の一秒がどのような状態だったか想像すらできません。宇宙は非常に高密度で高温だったため、現在の理論では扱うことができません。しかし驚くべきことに、確立された理論と正確な観察を組み合わせることで、専門家たちはその後の宇宙の歴史をかなりの自信を持って描くことができます。

ビッグバンから約10分の1秒後、宇宙の密度は水の約40億倍になり、温度は約1千億度まで下がった。これはほとんどの基準からすると高温であり、星の内部よりもはるかに高温で、通常の原子や分子が生き残るには高温すぎるが、理論物理学者が理解できる程度には低温である。粒子加速器での実験に基づき、宇宙論者は、まだ膨張している宇宙は、光などの放射線と、電子、ニュートリノ、陽電子などの物質の素粒子で構成されていたと推測している。陽電子は正の電荷を帯びていることを除けば電子と同一である。さらに、原子核の構成要素である陽子と中性子が宇宙の粘液の中で少数出現し始めていた。

約 3 分後、宇宙はやや快適になりました。温度は 10 億度まで下がり、陽子と中性子が結合して水素とヘリウムの原子核を形成できるほど低くなりました。実際、ビッグバンの 3 分後に確立されたこの 2 つの元素の比率 (水素 73 パーセント、ヘリウム 27 パーセント) は、その後の宇宙のすべての時代の原子構成を予兆するものでした。

物質と放射線は数十万年にわたって混ざり合い続けました。その間、宇宙は 3000 度程度まで冷却され、水素とヘリウムの原子核が電子を拾い上げて通常の原子を形成できる温度になりました。このようにして自由電子が消滅すると、物質と放射線は分離しました。放射線はマイクロ波背景となり、水素とヘリウムの原子は星や銀河の原料となりました。

中心を見つける

この均質な混合物から、ごつごつした銀河はどうやって形成されたのだろうか。ほとんどの理論は、大量の水素とヘリウムを引き寄せたある種の小さな核に依存している。これは、氷点まで冷やされたコップ一杯の水の中の塵の粒が、氷を形成する核として働くのと同じである。そして、その核の印象的な候補の 1 つが、スティーブン・ホーキングという名の若い天体物理学者の研究から浮かび上がってきた。ホーキングの経歴は、彼の研究対象と同じくらい興味深い。わずか 38 歳の彼は、筋萎縮性側索硬化症 (ルー・ゲーリッグ病としてよく知られている) を患っている。彼は車椅子で移動し、書くことはできず、つぶやくことしかできず、食事にも助けが必要だ。しかし、ホーキングがおそらくアインシュタイン以来誰よりも上手にできることは、考えることだ。彼は頭の中で複雑な数式を長く連ねて組み立て、それを特別に訓練されたアシスタントに非常にゆっくりと口述する。

1971 年以来、ホーキング博士の考えはブラックホールに集中している。特に、宇宙の初期には、素粒子の直径ほどの大きさもない非常に小さなブラックホールが多数形成されたという考えを追求してきた。おそらく、これらが銀河の集合体となった核だったのだろう。

この革命的な理論を検証する方法はあるのだろうか？ おそらくあるだろう。ホーキング博士はさらに深く探究し、驚くべき結論に至った。ブラックホールは完全に黒いわけではなく、実際には少し漏れているのだ。ホーキング博士は当時、この発見に「かなり困惑した」と認めている。あり得ないように思えた。しかし、さらに頭の中で計算してみると、自分の考えが正しかったと確信した。何が起こるかというと、ブラックホール付近の膨大なエネルギーによって、何もない空間から粒子のペアが自発的に生成されるのだ、と博士は説明する。ホーキング博士の計算によると、そのうちの1つはブラックホールに落ち込む可能性が高いが、もう1つは飛び去ることができる可能性があり、ブラックホールから逃げ出したかのような錯覚を与える。最終的には、ブラックホールの質量全体がこのようにして減少し、壮大な爆発に至る可能性がある。ホーキング博士の計算によると、最も小さなブラックホールは今ごろ爆発しているかもしれないという。

銀河の進化と宇宙の設計におけるその仕組みは、さらに別の謎を提起する。なぜ、既知のクエーサーはすべて、宇宙の歴史の非常に遠いところにあるのだろうか。現在、多くの天文学者は、クエーサーは実際には形成過程にある銀河ではないかと考えている。おそらく、宇宙の初期段階では最も優勢な時期があり、その後、大部分が消滅したのだろう。クエーサーが誕生してすぐに通常の銀河に変化したとすれば、消滅は説明できるかもしれない。これまでのところ、この図は単なる勘にすぎないが、より遠くの銀河の新たな観測によって、この謎が解明されるかもしれない。

新しいデバイスがブレークスルーとなるかもしれない

観測は蓄積され、理論は増殖し、いくつかの謎は少しずつ解明されつつある。しかし、宇宙の運命に関する根本的な疑問は未解決のままであり、証拠は混乱を招いている。「最も驚くべきことの一つは、宇宙が収縮と膨張の境界線に非常に近いはずだということです」とスティーブン・ホーキングは言う。しかし、新しい機器がこの論争に決着をつけるだろう。「私たちはまさに明確な答えを得る寸前であり、これらの機器が私たちを突き動かすでしょう」とカリフォルニア工科大学のジェローム・クリスチャンは予測する。

クリスティアンは、とりわけ、天文学者が現在望遠鏡に取り付けている電荷結合素子と呼ばれるコンピューター制御の小さなチップについて言及している。電荷結合素子は、これまでは考えられなかったほどの精度で光点を検出できる。別のアプローチは、大気圏外から観測を行うことだ。1984年にスペースシャトルで打ち上げられる直径96インチの望遠鏡は、まさにそれを実現する。

過去 10 年間で、天文学者は星や銀河を識別するためのもう 1 つの強力な手段を活用してきました。高高度気球、ロケット、無人軌道衛星を使用して、専門家は宇宙の多くの物体から放射される X 線を空で探しています。この記事の冒頭にある写真は、軌道天文観測所「アインシュタイン」HEAO-2 [PS、2 月] によって撮影された超新星 (爆発する星) の残骸の X 線画像です。これらの X 線観測により、そのような物体内で進行している複雑なプロセスに関する新しい情報が得られ、天文学者がその歴史と最終的な運命に関する新しい事実を推測するのに役立ちます。

根本的な疑問は未解決のままですが、存在する証拠は、宇宙が開いていることを示唆しています。その強さは議論の余地があります。しかし、多くの天文学者は、哲学的な理由から、宇宙が開いていることに納得していません。彼らは、人間原理と呼ばれる形で疑問を呈しています。これは、私たちが観測できるタイプの宇宙は、人間の生命が生まれ、生き残ることができる宇宙である、と簡単に述べています。宇宙が開いているとしたら、それはおそらくこれまで存在した唯一の宇宙です。人間が住みやすい宇宙の可能性を考えれば、私たちの存在は、ルーレットで同じ数字を 10 回以上続けて当てるのと同じくらい驚くべきことです。一方、宇宙が閉じているとしたら、宇宙は異なる宇宙のサイクルの中で行ったり来たりし続ける可能性があります。そうだとしたら、私たちが住んでいる宇宙は、数多くある宇宙の 1 つに過ぎません。

こうした哲学的な考えは、多くの天文学者にとって魅力的ではない。彼らは、宇宙が開いているか閉じているかを決定する新しい知識を得るために、また創造に関する他の多くの疑問を加えるために、観測機器を使用することを好む。「報道にかかわらず、私たちは宇宙論を理解していないことは確かだ」と、マサチューセッツ工科大学のフィリップ・モリソンは言う。しかし、宇宙の運命という問題を真剣に解決しようと宇宙学者が努力しているという事実は、近年の彼らの進歩と、今後数年間の新たな成果への期待を裏付けるものである。

この記事はもともと、1980 年 12 月号の『Popular Science』に掲載されました。