ペンローズのねじれた四次元〈増補新版〉　時空はいかにして生まれたのか｜竹内薫

定常宇宙論とビッグバン

まずは、宇宙論の歴史をざっくりまとめてみよう。

宇宙の始まりは１３８億年前のビッグバン。だが、人類がビッグバンの存在に勘づいたのは、 20 世紀に入ってからのことだ。

まず、ベルギーのカトリック司祭ジョルジュ・ルメートルがビッグバンの元祖のような理論を提唱した（１９２７年）。続いて、エドウィン・ハッブルが遠くの銀河から届く光を観測し、それが遠ざかっていることに気づいた。遠ざかる救急車のサイレンが低く聞こえるのと同じで、光の振動が低い色にずれる「 赤方偏移」現象だ（１９２９年）。

少し時間を巻き戻すと、１９１５年に幾何学的な重力理論（＝一般相対性理論）を発見したアインシュタインは、当初、物質による重力が宇宙を縮めようとし、（未知の）宇宙を膨張させる力がそれに対抗し、結果的に、宇宙がつりあった「静止」状態にあると考えた。アインシュタインはその後、宇宙が膨張しながら、物質を生み続け、宇宙全体の密度が変わらない可能性も考えた。おそらく、彼自身、どのような宇宙が正しい宇宙なのか、迷い続けたのではあるまいか。

アインシュタインの着想を引き継いだのが、フレッド・ホイル、トーマス・ゴールド、ハーマン・ボンディの三人組だ。彼らは１９４８年に「定常宇宙論」を発表した。ハッブルが発見したように宇宙は膨張しているが、同時に宇宙のいたる場所から物質が生まれ続けるので、宇宙の物質密度は不変で、ほとんど変わらないように見える、という精緻な理論だ。要は、悠久の過去から未来永劫まで、この宇宙の「大局的なようす」は変わらない、というのだ。この定常宇宙には、始まりもなければ終わりもない。

まあ、アインシュタインやホイルたちの気持ちもわからないではない。今は、誰もが学校で「宇宙はビッグバンから始まりましたよ」と教わり、それを 鵜吞みにするが、本来、地球は丸より平らなほうが自然だし、宇宙も爆発せずに安定しているほうが当たり前。なにしろ、人間という奴は、身近な観察や実験の結果を敷衍して理論を構築する生き物だからだ。

たとえば、火山を見たことも教わったこともない人にとってみれば、地球が何千メートルも盛り上がって爆発するなんて、ありえない話だろうし、海を見たことも教わったこともない人にとってみれば、何千メートルもの深さの塩水が溜まっているなんて、冗談にしか聞こえない。だから、限られた観測しかない状況で、宇宙（全体）が太陽系のように安定していると考えるのは、ごく自然なのだ。