物理学で理解する宇宙

「物理学・宇宙科学」:　タイトル「物理学で理解する宇宙」

満天の星空を見ると，だれでもいろいろな疑問を持つ。星はいくつあるのか。宇宙はどこまで続くのか，時間に始まりはあるのか。地球以外に生命はいるのか。人類は，いつまで生き続けられるだろうか。このような不思議に，科学者はどう挑み，どう理解してきたか，歴史に沿って，我々の理解を府感する。同時に，宇宙を理解するために物理学の基礎を学ぶ。

古代の人々は，夜空に星座を描き，暦を作り，季節の変化を読み取ろうとした。世界の各地に残る神話の中では，宇宙の起源はどう語られてきただろうか。

神話や宗教の世界像に別れを告げたのは，17世紀の望遠鏡の発明とガリレオによる月の凸凹，木星の衛星などの発見である。惑星の運動を法則の形でまとめ上げたのがニュートンである。彼らによって，客観的な観察，再現性のある実験，美しい法則に基づく「科学的な手法」が創られた。同時に宇宙の中心は地球ではなく，「星の世界」であると理解された。18世紀にはハーシェルによる星の分布の観測によって，天の川は星の集団であり，太陽もその中の星の一つに過ぎないことが発見された。

20世紀の初めには，「天の川」の外にも，いくつかの銀河が見つかり，宇宙は「銀河の世界」という考えが広まった。ハッブルは，銀河がその距離に比例する速度で，地球から遠ざかっていることを発見した。この「ハッブルの法則」は，宇宙が「ビッグバン 」で始まり，今も膨張しているモデルで最も自然に説明できる。21世紀の今，我々は，宇宙が約137億年前に始まったと理解し，129億光年先の銀河を見つけ，太陽系以外の惑星も多数発見した。ただし，銀河の回転運動や宇宙の膨張速度の精密な測定は，既知の物質と法則では理解できない。これらは，「暗黒物質」や「暗黒エネルギー」で説明できるのだろうか，あるいは大きなパラダイムの転換が必要なのだろうか。