人間をも生み出した宇宙。 その創成の謎に、「インフレーション理論」で迫る！

宇宙創生を解明する「インフレーション理論」

東京大学大学院理学系教授 ビッグバン宇宙国際研究センター長

佐藤 勝彦 氏

さとう かつひこ

1945年香川県生れ。67年京都大学理学部卒業。73年同大学大学院理学研究科博士課程修了。理学博士。京都大学助手を経て、79年−80年には、デンマーク・ニールス・ボーア研究所客員教授を務める。82年東京大学助教授、90年教授に。また95年、文部省が世界に誇る研究機関をつくることを目的とした「卓越した拠点形成プログラム」の一プロジェクトとして、同大学に初期宇宙研究センターが設立され、そのセンター長として活躍。その後、同プロジェクトが5年間の期限付きのため、その引き継ぎ研究機関として、99年にビッグバン宇宙国際研究センターが開設され、同時にセンター長に就任。89年に井上学術賞、90年には仁科記念賞を受賞。主な著書に『宇宙はわれわれの宇宙だけではなかった』（91年、同文書院）など多数。

2000年9月号掲載

ビッグバン─火の玉ができた謎を解く!!

──「宇宙はどのようにしてできたのか？」「地球以外に生命体はいるのか？」など、宇宙への興味、関心はつきないものです。

先生は、その謎とされてきた宇宙創成に関する理論を提唱された方の一人として、大変に著名でいらっしゃいます。先生の打ち立てた理論により、宇宙創成の謎の解明がさらに進んだようですね。

佐藤　『インフレーション理論』のことですね。皆さん、宇宙の初期の姿を論じた『ビッグバン理論』という名前を耳にしたことがあると思います。実は、この理論で説明できなかった問題を、うまく説明したものが、インフレーション理論なのです。まず、ビッグバン理論について、簡単に説明しましょう。

ビッグバン理論は、1948年にジョージ・ガモフらが提唱したもので、初期の宇宙は超高温、超高密度の火の玉状態であったとされます。その火の玉が膨張して、今のように果てしない大きさの宇宙ができたという理論です。

──今でこそ、一般的な宇宙論の一つですが、提唱された当初は、見向きもされなかったようですね。

佐藤　そうなんです。このネーミングも、当時、他の科学者が火の玉宇宙起源論をからかって、「宇宙がビッグバン（大きなバーンという爆発）から始まったというのか？」といったことから名付けられたほどなんです。

その後、65年に、ベル電話研究所の技師が、『宇宙背景放射』という火の玉の余熱を電波という形で確認したことにより、ビッグバン理論が証明され認知されるようになったのです。

ただ、この理論で説明できていない部分がある−。

──火の玉がどうやってできたのかが謎ですね。

佐藤　そうです。それを説明したのがインフレーション理論なのです。

インフレーションというのは、宇宙創成の10のマイナス44乗秒後に始まって、10のマイナス33乗秒後に終了した、つまり、1秒の1兆分の1をさらに1兆分の1にして、またさらに10億分の1以下にした、とてつもなくわずかの時間に起きた宇宙の異常膨張のことをいいます。その膨張により火の玉になったのですが、このインフレーションという名は、物価水準が急上昇する経済用語「インフレーション」にちなんで付けられたものです。

具体的にどれくらい宇宙が膨張したのかというと、インフレーション前の大きさは、直径10のマイナス34乗cmですから、物質をこれ以上細分化できない究極の粒子といわれる素粒子よりもはるかに小さかった。それがインフレーション直後、いわゆるビッグバンの時には、直径1cm以上になっていたのです。