第29章ビッグバンThe Big Bang

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1. This chapter deals with some pretty big questions and ideas. Some belief systems teach us that there are questions to which “we were not meant to know” the answers. Other people feel that if our minds and instruments are capable of exploring a question, then it becomes part of our birthright as thinking human beings. Have your group discuss your personal reactions to discussing questions like the beginning of time and space, and the ultimate fate of the universe. Does it make you nervous to hear about scientists discussing these issues? Or is it exciting to know that we can now gather scientific evidence about the origin and fate of the cosmos? (In discussing this, you may find that members of your group strongly disagree; try to be respectful of others’ points of view.)

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   この章は、非常に大きな問いや考えを扱った。信仰体系によっては、答えを「知るべきでない」とされる問いがある。一方、人間の知性と装置で探れる問いなら、考える人間として生まれ持つ権利に含まれる、と感じる人もいる。時間と空間の始まりや、宇宙の最終的な運命のような問いを論じることに、自分はどう感じるか、グループで話し合おう。科学者がこうした問題を論じると聞くと、不安になるだろうか。それとも、宇宙の起源と運命について科学的な証拠を集められることに、わくわくするだろうか。意見が大きく分かれるかもしれないが、相手の見方を尊重して議論しよう。

2. A popular model of the universe in the 1950s and 1960s was the so-called steady-state cosmology. In this model, the universe was not only the same everywhere and in all directions (homogeneous and isotropic), but also the same at all times. We know the universe is expanding and the galaxies are thinning out, and so this model hypothesized that new matter was continually coming into existence to fill in the space between galaxies as they moved farther apart. If so, the infinite universe did not have to have a sudden beginning, but could simply exist forever in a steady state. Have your group discuss your reaction to this model. Do you find it more appealing philosophically than the Big Bang model? Can you cite some evidence that indicates that the universe was not the same billions of years ago as it is now—that it is not in a steady state?

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   1950〜1960年代に人気があった宇宙モデルは、いわゆる定常宇宙論だった。宇宙はどの場所・方向でも同じ、すなわち一様・等方的なだけでなく、どの時代も同じだとする。宇宙が膨張し、銀河がまばらになることはわかっているので、このモデルは、銀河が離れた隙間を埋める新しい物質が、絶えず生まれると仮定した。そうなら、無限の宇宙は突然の始まりを必要とせず、定常状態で永遠に存在できる。このモデルへの感想をグループで話し合おう。ビッグバンモデルより哲学的に魅力があると感じるだろうか。宇宙が数十億年前と今とで同じではなく、定常状態にはないことを示す証拠を挙げられるだろうか。

3. One of the lucky accidents that characterizes our universe is the fact that the time scale for the development of intelligent life on Earth and the lifetime of the Sun are comparable. Have your group discuss what would happen if the two time scales were very different. Suppose, for example, that the time for intelligent life to evolve was 10 times greater than the main-sequence lifetime of the Sun. Would our civilization have ever developed? Now suppose the time for intelligent life to evolve is ten times shorter than the main-sequence lifetime of the Sun. Would we be around? (This latter discussion requires considerable thought, including such ideas as what the early stages in the Sun’s life were like and how much the early Earth was bombarded by asteroids and comets.)

   宇宙を特徴付ける幸運な偶然の一つは、地球で知的生命が発達する時間と、太陽の寿命が、同じくらいの長さであることだ。二つの時間尺度が大きく違ったらどうなるか、グループで議論しよう。たとえば、知的生命が進化する時間が、太陽の主系列寿命の10倍だったとする。私たちの文明は発達できただろうか。今度は逆に、知的生命の進化にかかる時間が、太陽の主系列寿命の10分の1だったとしよう。私たちは存在しただろうか。後者は、太陽の初期の姿や、初期地球が小惑星や彗星の衝突をどれだけ受けていたかも含め、十分に考える必要がある。

4. The grand ideas discussed in this chapter have a powerful effect on the human imagination, not just for scientists, but also for artists, composers, dramatists, and writers. Here we list just a few of these responses to cosmology. Each member of your group can select one of these, learn more about it, and then report back, either to the group or to the whole class.

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   この章の壮大な考えは、科学者だけでなく、芸術家、作曲家、劇作家、作家の想像力にも強く作用してきた。その反応の例を以下にいくつか挙げる。グループの各自が一つ選んで詳しく調べ、グループまたはクラス全体へ報告しよう。

   • The California poet Robinson Jeffers was the brother of an astronomer who worked at the Lick Observatory. His poem “Margrave” is a meditation on cosmology and on the kidnap and murder of a child: http://www.poemhunter.com/best-poems/robinson-jeffers/margrave/.

     カリフォルニアの詩人ロビンソン・ジェファーズの兄弟は、リック天文台の天文学者だった。詩「Margrave」は、宇宙論と子どもの誘拐・殺害についての瞑想である：http://www.poemhunter.com/best-poems/robinson-jeffers/margrave/。

   • In the science fiction story “The Gravity Mine” by Stephen Baxter, the energy of evaporating supermassive black holes is the last hope of living beings in the far future in an ever-expanding universe. The story has poetic description of the ultimate fate of matter and life and is available online at: http://www.infinityplus.co.uk/stories/gravitymine.htm.

     スティーヴン・バクスターのSF短編「The Gravity Mine」では、膨張し続ける宇宙の遠い未来に、蒸発する超大質量ブラックホールのエネルギーが生命の最後の希望となる。物質と生命の最終的な運命を詩的に描く。オンラインで読める：http://www.infinityplus.co.uk/stories/gravitymine.htm。

   • The musical piece YLEM by Karlheinz Stockhausen takes its title from the ancient Greek term for primeval material revived by George Gamow. It tries to portray the oscillating universe in musical terms. Players actually expand through the concert hall, just as the universe does, and then return and expand again. See: http://www.karlheinzstockhausen.org/ylem_english.htm.

     カールハインツ・シュトックハウゼンの曲「YLEM」は、ジョージ・ガモフが復活させた、原初の物質を表す古代ギリシャ語由来の言葉を題名にしている。振動宇宙を音楽で表そうとした作品だ。演奏者は、宇宙のように実際に会場へ広がり、戻って、また広がる。参照：http://www.karlheinzstockhausen.org/ylem_english.htm。

   • The musical piece Supernova Sonata http://www.astro.uvic.ca/~alexhp/new/supernova_sonata.html by Alex Parker and Melissa Graham is based on the characteristics of 241 type Ia supernova explosions, the ones that have helped astronomers discover the acceleration of the expanding universe.

     アレックス・パーカーとメリッサ・グラハムの音楽作品「Supernova Sonata」は、241件のIa型超新星爆発の特徴に基づいている。それらは宇宙の加速膨張の発見に役立った型の超新星だ。http://www.astro.uvic.ca/~alexhp/new/supernova_sonata.html。

   • Gregory Benford’s short story “The Final Now” envisions the end of an accelerating open universe, and blends religious and scientific imagery in a very poetic way. Available free online at: http://www.tor.com/stories/2010/03/the-final-now.

     グレゴリー・ベンフォードの短編「The Final Now」は、加速する開いた宇宙の終わりを思い描き、宗教と科学のイメージを詩的に混ぜ合わせている。無料でオンライン公開されている：http://www.tor.com/stories/2010/03/the-final-now。

5. When Einstein learned about Hubble’s work showing that the universe of galaxies is expanding, he called his introduction of the cosmological constant into his general theory of relativity his “biggest blunder.” Can your group think of other “big blunders” from the history of astronomy, where the thinking of astronomers was too conservative and the universe turned out to be more complicated or required more “outside-the-box” thinking?

   英語のヒント

   ハッブルが銀河の宇宙の膨張を示したと知ると、アインシュタインは一般相対性理論への宇宙定数の導入を「最大の失敗」と呼んだ。天文学者の考えが保守的すぎ、宇宙が予想以上に複雑だったり、もっと既存の枠を超えた発想が必要だったりした、天文学史のほかの「大失敗」を、グループで考えられるだろうか。