150年前の理論は宇宙に物質が存在する理由をどのように説明するのか

時には、その最大の謎を解くために 宇宙、科学研究の過去をはるかに遡る必要があります。日本の物理学者のグループは、19 世紀の奥底から忘れ去られたアイデアを回収し、文字通りそれを行うことにしました。 原子は単なる粒子ではなく、エネルギーの「結び目」であるということ。そして彼らによれば、絶対的な無ではなく何かが存在するため、このアイデアは物理学における最も根深い問題の 1 つに対する鍵を握っている可能性があります。

で発表された新しい研究 物理的なレビューレターは、かつて宇宙を満たすと考えられていた架空の第5の要素である「エーテル」の概念への回帰を示唆するものではありません。代わりに、研究者たちは彼の理論を再検討しています ウィリアム・トムソン — として知られている ケルビン卿 — 1867 年に原子を 3 次元空間の数学的な結び目として想像した人です。現在、日本の物理学者たちはこの考えを現代宇宙論の領域に取り入れ、宇宙はエネルギーの巨大な「宇宙の結び目」から始まり、それが徐々に解けて、私たちが知っているような物質を誕生させたと主張している。

彼らが解決しようとしている主な疑問 科学者 宇宙はなぜ反物質ではなくほぼ完全に物質で構成されているのでしょうか?理論的には、ビッグバンでは同量の物質と反物質が生成され、相互に打ち消し合い、純粋なエネルギーだけが残るはずだった。しかし、何かが「間違っていました」。物質に有利なわずかな不均衡が、最終的には星から私たち自身に至るまで、私たちの周りのすべてのものにつながりました。

物理学者はこれについてさまざまな説明を提案しています。物質と反物質の非対称性」で、最も人気のあるのは CP 対称性の破れです (CP違反）。しかし、これまでのところ、この現象を完全に説明できる理論はありません。

新しい日本のアプローチは、 ケルビン卿。この理論によると、ビッグバンの後、宇宙は連続的な移行段階を経て、時空の構造に「亀裂」が生じました。これらの欠陥は、あまりにも早く引っ張られた毛布の糸のように、細かい糸状の構造を残しました。時空の急速な膨張と収縮に伴い、これらの糸は絡み合い、巨大な「エネルギーの結び目」を形成しました。

研究者らは、これらの結び目は、いわゆる「量子トンネリング‘、粒子が幽霊のような障害物を通過できるのと同じメカニズムです。これらの宇宙の結び目が「解け」始めると、物質と反物質の粒子が放出されました。しかし、もし物質に対してわずかな偏りがあるとすれば、このプロセスはなぜそれが最終的に広まったのかを説明できるかもしれません。

彼によると Yu Hamada、素粒子物理学 慶応義塾大学 この研究の共著者によると、これらの結び目の崩壊により、次のような大量の粒子が生成されました。 重ニュートリノ。これらのほぼ質量のない電気的に中性の粒子は、理論において中心的な役割を果たします。それらが崩壊すると、物質と反物質の間に自然に不均衡が生じる可能性があります。

これらの重いニュートリノは電子や光子などの軽い粒子に崩壊し、宇宙を再加熱する一種の宇宙の「ドミノ」を引き起こします。この論理によれば、ニュートリノは宇宙のすべての物質の「親」であり、ノットは私たちの「祖父母」です。

このアイデアは抽象的に見えますが、チームはモデルが「有効である」という数学的証拠を持っています。さらに、それは観測可能な兆候、つまり残留「宇宙ひも」、つまり、 ライゴ あるいは未来 リサ。

このような信号が検出されれば、結び目の理論が確認されるだけでなく、新たな推進力を与える可能性があります。 ひも理論、何十年にもわたって実験的証拠を探してきました。

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