宇宙とはどのようなものでしょうか？あなたが望む答えはここにあります

忘れられない嗅覚体験

宇宙はどんな匂いがするのでしょうか？これは非常に混乱を招く質問です。そして、宇宙の匂いについて尋ねた人はおそらく生きて帰って来られないだろうと誰もが思うかもしれないので、この疑問は未解決事件となっているようだ。

実際、この疑問は長い間科学者を悩ませてきました。しかし、宇宙で直接匂いを嗅ぐことは絶対に良い結果をもたらしませんが、間接的に匂いを嗅ぐことで宇宙の匂いを感じることはできます。つまり、宇宙飛行士が船外活動を終えてカプセルに戻ったとき、しばらくの間、宇宙の匂いが残ることになるのです。

引退したアメリカの宇宙飛行士トニー・アントネッリは、宇宙で初めてハッチを開けたときのことを今でも覚えている。彼はインタビューでこう語った。「私は10年間の訓練を受けていましたが、ハッチを開けた瞬間に完全にショックを受けました。宇宙の匂いについて誰も教えてくれませんでした。匂いは強烈で独特で、これまで地球で嗅いだ匂いとはまったく違いました。どう表現したらよいか分かりません。ある種の金属混合物の匂いでした。」

アメリカの宇宙飛行士ドン・プティも2003年に宇宙の匂いについて次のように述べている。「疲れた宇宙飛行士を迎えるためにハッチを開けるたびに、私たちの嗅覚は特別な匂いに襲われるのです。」最初は臭いがどこから来ているのかと思いましたが、その原因は宇宙飛行士の宇宙服、ヘルメット、手袋、工具にあることに気づきました。繊維製品は、金属やプラスチック製の機器よりも臭いを吸収しやすくなります。プティ氏はその匂いを説明するのは難しいと認めた。私が答えられる最良の答えは、金属的な匂いです。大学の本棚で何時間も続けて溶接作業をしていた頃を思い出させるような、とても心地よい金属の匂いです。

宇宙飛行士の説明に基づき、NASAは現在、訓練目的で宇宙の匂いを再現しようとしている。宇宙香水のサンプルの試作を終え、量産に向けてクラウドファンディングでプロジェクト資金を募っている。このプロジェクトから判断すると、近い将来、誰もがこの忘れられない嗅覚体験をすることができるようになるかもしれません。

議論の形態

宇宙には境界があるのでしょうか？閉まってますか？まだ開いていますか？それはどんな形ですか？それは平面空間ですか、球形空間ですか、それとも他の形状ですか?

閉球理論

1917年早くも、アインシュタインは場の方程式に基づいて宇宙の起源を研究し始めました。アインシュタインは、宇宙規模では物質の分布は均一かつ等方性であるはずだと信じていました。この目的のために、彼は有名な宇宙論の原理を提唱しました。この原理は、その後の天文学的観測と驚くほど一致することがリアルタイムで実証されました。アインシュタインは宇宙論的原理に基づいて、閉じた有限の静的な宇宙モデルを確立しました。これは国際的に比較的認知された最初の宇宙モデルでもあります。

オープンインフィニティ理論

1922年、ロシアの科学者たちはアインシュタインの場の方程式を解くことで、宇宙は必ずしも静止しているわけではなく、膨張している可能性もあることを発見した。彼は宇宙論の原理に基づいて、アインシュタインの場の方程式には、拡張された 3 次元平面空間、拡張された 3 次元球面空間、拡張された 3 次元擬似球面という 3 つの形式の解があることを発見しました。

その後、数多くの天文学的観測により、宇宙は空間的にほぼ平坦であることが示されました。つまり、どの次元を削除しても、得られるのは無限の表面であるということです。 1980年にアメリカの科学者ガスはインフレーション理論を提唱しましたが、これも宇宙の平坦さをよく説明しています。

インフレーション理論と平坦な宇宙の標準宇宙モデルは人々の心に深く根付いており、コンセンサスにもなっていますが、私たちが球形または双曲面の世界に住んでいる可能性を排除することはできません。なぜなら、モデルが十分に大きい場合、検出されるスケールはごくわずかな割合を占めるため、どのモデルを使用しても、検出されるスケールはほぼ平坦に見えるからです。

これが、昔の人々が地球は平らだと信じていた理由です。地球の曲率は、彼らが観測できるスケールでは検出できないほど小さかったのです。

閉球理論、第2段階

近年、宇宙膨張の理論が広く受け入れられるようになりました。しかし、2018年に発表された宇宙マイクロ波背景放射のスペクトルに異常が発見されました。この現象は、動的平坦宇宙に基づく標準的な宇宙論モデルでは説明できません。これにより、ディヴァレンティーノ氏と他の 3 人の宇宙学者は宇宙の形状に関する疑問を再検討することになった。彼らは、標準的な宇宙論の動的平坦宇宙の考えを放棄し、アインシュタインが初期に確立した静的な閉じた宇宙に戻れば、この異常にうまく対処できるだけでなく、ハッブル定数の危機も大幅に緩和され、一石二鳥になることを発見した。

現在、この重要なアイデアは2019年にNature Literatureに掲載されています。

長年休眠状態にあった宇宙の動的モデルと静的モデルに関する議論が再び始まった。

色を変える

夜、星空を見上げたとき、宇宙の本当の色は目の前にある単純な黒ではないかもしれないと思ったことはありませんか？

宇宙のより現実的な姿を私たちに見せるために、NASA はハッブル望遠鏡を通して 26 年間にわたって宇宙を観測してきました。絶えず送られてくる写真を通して、私たちは宇宙の天体の色鮮やかな画像を見ますが、マクロな宇宙全体の色はどのような色なのでしょうか。

天文学者たちは、撮影された20万個の銀河が発する光の色を研究し、空全体をその上に塗って混ぜると、柔らかいラテのような色になるかを調べました。

しかし、科学者たちは、宇宙の色を分析するには、無数の星の赤方偏移調査が必要だと考えています。既存の理論によれば、宇宙は現在加速膨張状態にあり、主要な恒星間の距離は絶えず変化しています。この変化は望遠鏡が受信する光の波長に影響を与え、星の光は宇宙の色に大きな影響を与える可能性があります。宇宙の膨張の影響に加えて、星の光の色は星自身の温度を表すため、熱い星は青くなり、冷たい星は赤くなる傾向があります。宇宙の色は、寿命が短く、極めて活動的な青い星が加速的に死に、赤みがかった光を発する安定した星の色の割合が増加するにつれて、数十億年にわたって徐々に変化してきました。現在、私たちの宇宙には、主に赤と青の星が多数存在し、また、カラフルな塵やガスも大量に存在し、これらを合わせるとラテコーヒーの色に似ています。

とらえどころのない音

音の伝播には媒体が必要であることは誰もが知っていますが、常識的に考えて、宇宙は真空であるため、宇宙で音を捉えることは困難です。聴覚だけについて言えば、空間は静寂であるといえます。

しかし、宇宙は空ではなく、少量の粒子を含んでいます。ただ、その密度は、私たちがよく知っている地球表面の大気よりもはるかに低いのです。どれくらい低くすべきでしょうか?地球の表面には大量の空気があり、地表1立方センチメートルあたり平均3×1020個のガス分子が存在します。宇宙では、同じ大きさの空間に平均 5 個の陽子しか存在しません。そのため、宇宙で音波を得ることは非常に困難です。現在、主な方法は、科学研究機器を通じて宇宙のさまざまなビームを収集、変換、増幅し、最終的に私たちが聞くことができる宇宙の音を復元することです。

実際、宇宙も非常に騒々しく、惑星ごとに独自の音があります。例えば、現在NASAが公開している音声によると、太陽系の各天体の音にはそれぞれ特徴があるそうです。そのうち、火星、天王星、冥王星は「風系」に属します。火星の音は中国東北部の寒風の唸り声のようで、天王星は火星の寒風に渦巻きを加え、冥王星は風に揺れるむき出しの旗竿の音のようです。太陽と金星は金属系に属します。太陽の音は細い金属の振動の反響のようであり、金星の音は太陽の音よりも低いです。水星、地球、海王星は機械システムに属します。水星はバイクのエンジンが始動したときの轟音のようであり、地球は飛行機が低空飛行した後に残る轟音のようであり、海王星は信号がないときに古い白黒テレビで鳴る雪の音のようです。土星と木星はホラー系に属し、その音は人々を震え上がらせるホラー映画のバックグラウンド音です。

音の表現方法は人それぞれ異なるため、これらの奇妙な宇宙の音を聞いてみれば、何を聞いているのかはあなただけがわかるでしょう。