アインシュタイン 

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宇宙創造の方程式

ニュートンの万有引力の発見によって太陽系に属する星の運動は理解できるようになりました。アインシュタインはこの万有引力の起源を追求して一般相対論を発見しました。質量をもつ物体の周りの時間と空間(時空)が歪んだらどうなるでしょうか。この歪みは近づいた物体の道標になります。簡単化しすぎる例かもしれませんが、図1に示したようにトランポリンに重い物体をおくと面が歪みます。この歪んだトランポリンの上にビー玉を置くと自然にビー玉は物体に惹きつけられます。あたかもこの時空の歪から力が生じるように。図2に示したように時空の歪みは光の伝搬にも影響を及ばします。
   ニュートンの万有引力は質量を持たない光には作用しないので光は直線運動をします。一般相対論によると全てが歪に沿って運動します。ニュートンの万有引力が作用しているときレンズが光を曲げますが、アインシュタインの一般相対論では質量が時空の歪みを起こし、ブラックホールの後ろにある超新星がリング(光の輪)のように見えることがあります。
   この方程式で太陽系の惑星の運動を計算すると重力が弱いのでアインシュタイン方程式とニュートン方程式が同じ答えを出します。
  宇宙は質量をもつ物体と光の塊です。宇宙はアインシュタイン方程式に沿って創られます。
図1 トランポリンに重い物体をおくと面が歪みます。
図2 時空の歪みから生じる力は光の伝搬にも影響を及ばします。
今回発見した銀河による増光のメカニズムの模式図。超新星と地球との間にある銀河による重力が、巨大なガラスレンズの様に光を集めたと考えられる。(クレジット: Kavli IPMU)

アインシュタインの先入観

私たちは毎夏同じ夜空を見るのでこの宇宙は時間と共に変化せず初めも終わりもないと思いがちです。アインシュタインも同じ先入観を持っていました。
 宇宙は質量をもつ物体と光の塊です。宇宙はアインシュタイン方程式に沿って創られます。この方程式によると、全ての物体に引力が作用します。したがってこの宇宙は縮小します。アインシュタインは自分の先入観に合わない宇宙を避けるためにアインシュタイン方程式を変更します。宇宙項と呼ばれるこうを手で入れて引力を相殺する斥力を入れました。
   後ほど自分の先入観を重視して科学が導く方程式を人間の手で変えて宇宙項を入れたことは人生の大きな間違いだったと言っています。
日本で見られる夏の夜空 私たちにも宇宙は変化せず、初めも終わりもないように見えます。。
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