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

宇宙創成論観測の時代に

──まだインフレーション理論が提唱されてから、それほどの年月が経っていないようですが、もうこの理論が観測により実証されているそうですね。

佐藤　論文を発表したのが81年ですから、まだ19年です。インフレーション理論が単に理論だけで終ることなく、観測により実証されるようになったことは、宇宙を研究している者として非常に幸せなことですね。

NASAの宇宙背景放射探査衛星COBE（コービー）が天球全体を観測したデータ。上が生データで、下がそれを細かく解析したもの。赤い部分と青い部分は、電波に“ムラ”があることを意味している（写真提供：NASA）

具体的には、NASAが打ち上げた宇宙背景放射を調べる探査衛星「COBE（コービー）」の観測が挙げられます。COBEは宇宙全体の宇宙背景放射を探査し、92年、その電波にごくわずかなムラがあることを発見したのです（写真）。

実はインフレーション理論では、銀河や銀河団が誕生するには、宇宙の初期にその種となるような温度のムラが必要であると予測していたんです。

──COBEの観測データは、銀河や銀河団の誕生の種の存在を確認したということなんですね。

佐藤　そうなんです。実は当初、ビッグバン理論同様、インフレーション理論を信じる人が多いとはいえませんでした。しかし、この観測結果により、多くの方に強く支持していただけるようになりました。

さらに今年の5月には、イタリアやアメリカ、イギリスなどの国際研究チームの観測により、インフレーション理論がさらに証明されたんです。

──理論の通り、事実が付いていくという感じですね。

今後、他に観測で期待されることは？

佐藤　COBEの観測データに見られるムラが成長して、銀河や銀河団になったわけですから、銀河の分布とそのデータが一致するはずです。そういうことから、銀河の分布図をつくろうという計画が進んでいます。それができれば、さらにインフレーション理論が証明されることになります。

また最も期待するのは、重力波の観測です。COBEの観測データは、宇宙の晴れ上がり以後、宇宙が創成してから30万年も経った後の電波です。それ以前というのは、密度の高い粒子に電波が阻まれて観測することができません。しかし重力波というのは、巨大な星が爆発を起こした時などに周囲の空間がゆがみ、それが波となって宇宙を伝わってくるもので、非常に透過率が良く、宇宙の晴れ上がり前の状態も観測できるのです。ですから、より遠くの重力波を観測することで、インフレーションの瞬間、また宇宙開闢（かいびゃく）の瞬間さえも見ることができるようになるのです。

──その観測は、もう間もなくというところですか？

佐藤　日本の国立天文台でTAMA（タマ）という装置が、またアメリカでもLIGO（ライゴ）という装置ができつつあります。ただ、観測可能な範囲はまだ距離的に近いところで、創成期の重力波観測というのは、今後に期待することになりますね。

──観測が進み、さまざまな確認ができるようになれば、「地球外生命」も期待するところですが…。

佐藤　確かに、この宇宙の中で私達だけが唯一の知的生命体なのか、他の宇宙にも同じような生命体がいるのか−非常に知りたいところです。しかし、今は誰も科学的に正確に答えることができません。今後、そういったことも物理学の一つの研究として期待される分野ですね。

ただ、宇宙の中で最も素晴らしい存在は、知的生命体だと思っています。それらをつくった宇宙のことまでも認識できているのですから…。

──確かに、おっしゃる通りです。自分達をつくり出した宇宙を、ここまで解き明かしつつもあるわけですからね。

今世紀の初め、まだ宇宙の成り立ちについては、神話などの世界にゆだねられていました。今、21世紀も間近に迫り、観測手段の発達もさることながら、理論の構築によって、宇宙の創成までもが科学の手中に収められました。その中での先生の功績は、本当に素晴らしいものです。まだまだ謎の尽きない分野ですが、今後のご活躍を期待しております。

本日はありがとうございました。