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宇宙論の年表(標準宇宙論確立の歴史)

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  • なし 宇宙論の年表(標準宇宙論確立の歴史) (entangle1, 2019/8/26 12:00)

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entangle1

なし 宇宙論の年表(標準宇宙論確立の歴史)

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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2019/8/26 12:00 | 最終変更
entangle1  半人前   投稿数: 87
以下の内容は1900年代からの急速な宇宙論の発展の歴史となります。

1915~1916年 一般相対論の発表 アインシュタイン
・・・そうしてすべてはここから始まったのであります。

1916年にカール・シュヴァルツシルトが、アインシュタイン方程式を球対称・真空の条件のもとに解き、今日ブラックホールと呼ばれる時空を表すシュヴァルツシルト解を発見した。

1917年 アインシュタイン論文『一般相対性理論についての宇宙論的考察』(S.B. Preuss. Akad. Wiss., 142-152)・・・膨張も収縮もしない、静的な宇宙を表現するための宇宙項についての考察
1918年 アインシュタイン論文『重力波について』(S.B. Preuss. Akad. Wiss., 154-167)

1922年には、宇宙膨張を示唆するフリードマン・ロバートソンモデルが提案される。
・・・フリードマン方程式、さらにはシュヴァルツシルト解は本当に一般相対論発表後、すぐに提案されている事が良く分かります。
・・・ウィレム・ド・ジッターとアルベルト・アインシュタイン (Albert Einstein) は、1920年代にライデンで、宇宙の時空の構造について研究を共にした。
(ド・ジッター宇宙・・・密度と圧力がともにゼロで、宇宙項が正の値をとる宇宙である。)
(フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー計量・・・1920年代に アレクサンドル・フリードマン、ジョルジュ・ルメートル、ハワード・ロバートソン、アーサー・ウォーカーらによって独立に議論されていたものである。)

1927~33年、膨張宇宙説、ジョルジュ・ルメートル、彼が1927年から1933年にかけて発表した理論は特にアルベルト・アインシュタインの一般相対性理論に基づいたものであった。

1929年には、エドウィン・ハッブルが、遠方の銀河の赤方偏移より、宇宙が膨張していることを示し、これにより、一般相対性理論の予測する時空の描像が正しいことが判明した。

1948年にジョージ・ガモフは高温高密度の宇宙がかつて存在していたことの痕跡として宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) が存在することを主張、その温度を5Kと推定した。<--後にビッグバン宇宙論と呼ばれる事になる。

1948年 定常宇宙論、フレッド・ホイル、トーマス・ゴールド、ヘルマン・ボンディらによって提唱された宇宙論のモデルであり、(宇宙は膨張しているが)無からの物質の創生により、任意の空間の質量(大雑把に言えば宇宙空間に分布する銀河の数)は常に一定に保たれ、宇宙の基本的な構造は時間によって変化することはない、とするものである。

この頃の学会では定常宇宙論も相当数の支持を集めていた模様です。

1964年、CMB が1964年になって発見されたことにより、ビッグバン宇宙論の対立仮説(対立理論)であった定常宇宙論の説得力が急速に衰えた。
(1964年にアメリカ合衆国のベル電話研究所(現ベル研究所)のアーノ・ペンジアスとロバート・W・ウィルソンによってアンテナの雑音を減らす研究中に偶然に発見された。)

1970年代、暗黒物質(ダークマター)の存在の「間接的な発見」は、1970年代にヴェラ・ルービンによる銀河の回転速度の観測から指摘された。

1971年、スティーヴン・ホーキングはには「宇宙創成直後に小さなブラックホールが多数発生する」とする理論を提唱。

1974年、ホーキングは「ブラックホールは素粒子を放出することによってその勢力を弱め、やがて爆発により消滅する」とする理論(ホーキング放射)を発表した。

1981年、インフレーション宇宙論、この理論は、1981年に佐藤勝彦、次いでアラン・グースによって提唱された。
この膨張宇宙の時間発展は正の宇宙定数を持つド・ジッター宇宙と同様のものである。
そしてインフレーションによって、1970年代に指摘されていたビッグバン宇宙論のいくつかの問題点が解決される。

1991年 
https://lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe/
COBE報告 (COBE:1989年打ち上げ)
CMBは、100,000分の1のレベルで、固有の「異方性」を初めて持つことがわかりました。
宇宙マイクロ波背景(CMB)スペクトルは、2.725 +/- 0.002 Kの温度を持つほぼ完全な黒体のスペクトルです。
この観測結果は、ビッグバン理論の予測と非常によく一致。<--ビッグバン理論の最終検証。

1998年、
https://www.kek.jp/ja/newsroom/2011/12/16/1600/
宇宙の加速膨張の発見
2つのチーム(パールムッター、シュミット+リース)がほぼ同時にそれらの研究結果を発表。
2001年、SN1997ffというもっと遠方のIa型超新星爆発がハッブル宇宙望遠鏡により偶然観測されており、2001年にそのデータの再解析が行われました。
両者の傾向を同時に説明するためにはΩM=0.35、ΩΛ=0.65の理論曲線が良く合うことが示されている。(ΩM=物質+ダークマター、ΩΛ=ダークエネルギー)
A.G.Riess et al, Astrophys.J. 560 (2001) 49-71.<--理論曲線は宇宙の曲率はゼロとして計算したものと推定される。

2000年 
http://archive.fo/G6ykd
BOOMERamG
CMBのはじめてシャープな分布図が得られた。(COBEの観測により得られた分布図は、まだピンぼけ画像のようなものに過ぎなかった。)
そして、今回ブーメラン・プロジェクトにより得られたマイクロ波宇宙背景放射のゆらぎの分布は、宇宙が「平坦な宇宙」であると仮定した場合予想される分布と非常によく一致していた。

2003年 
https://ja.wikipedia.org/wiki/WMAP
WMAP報告・・・CMBの詳細解析 (WMAP打ち上げは2001年)
宇宙の組成は4%が通常の物質、23%が正体不明のダークマター、73%がダークエネルギーである。
このことからいわゆるΛ-CDMモデル(Λ-CDM:宇宙定数+冷たい暗黒物質)と呼ばれる宇宙モデルとの一致が確認された。

宇宙の組成やインフレーションを含めた標準宇宙論が確立したのは最近で、WMAP衛星の観測結果のでた 2003 年である。
http://osksn2.hep.sci.osaka-u.ac.jp/~naga/kogi/konan-class06/ch5-friedman-eq.pdf
『第4講 宇宙の幾何学』より引用


ちなみにダークエネルギーというコトバはマイケル・ターナーが1998年に初めて使ったとされる。

宇宙の再加速膨張が観測されるまでは宇宙定数Λ(ラムダ)は主に宇宙年齢と球状星団の年齢との不整合を調整する目的で検討されていた。(注1)
それが加速膨張の発見でダークエネルギー、宇宙の膨張を加速させる反重力源として扱われる様になった。
・・・・・
こうやってまとめてみますと、本当に直近の100年で爆発的に宇宙論が発展してきた事が良く分かります。


注1
『1990年以前に考えられていた宇宙定数の存在理由は基本的には年齢問題である。
球状星団の年齢から推定された宇宙の年齢の下限値は、150 億年~180 億年とされ、単純な Einstein -de Sitterモデルの予言である67h^-1 億年とは、当時のハッブル定数hの不定性(0.5 <h< 1.0)を考慮しても相容れない。
宇宙定数の導入によってこれを救おうとするわけである。
・・・・・
衛星による宇宙マイクロ波背景輻射および超新星モニターにより、本当に宇宙定数が存在するのか、またその値がいくつであるのかについては、遅くとも 10 年以内にはほぼ結論が確立するであろう。』
http://www-utap.phys.s.u-tokyo.ac.jp/~suto/myresearch/lambda02.pdf
「宇宙定数」須藤 靖 2002年 P53

という予想通りに2003年に標準宇宙論が確立したのであります。



https://blog.goo.ne.jp/rokusanasukor/e/7f6b375b88809d2047b1c5060a01c46b
・ダークマター・ホーキングさんが考えたこと 一覧


http://archive.fo/nkMxI
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