空虚

今日は最先端の宇宙物理学の話をしましょう。
テーマは「空虚」です。

ガラスのビンのなかの空気を全部抜き取ってしまうと、そ
こには真空ができます。何もない空虚な空間が真空です。
しかし、現代物理学が解明したところによると、その真空
は、たてよこ高さの3次元の空虚な空間ではなくて、いろい
ろなものがそこに埋め込まれていることがわかっています。

紙に書いた絵を想像してみてください。絵の具やクレヨン
で書かれている絵から、絵の具やクレヨンを取り去るとし
ます。つまり、絵を書く前の真っ白な紙の状態に戻します。
そこは何も書かれていない空虚な面です。しかし、良く見
ると細い繊維が折り畳まれて紙ができています。何も描か
れていない紙は確かな組織から成り立っています。

絵の場合の紙と同様に、何もないはずの真空も非常に複雑
なものが織り込まれています。織り込まれているもののい
くつかは場(ば)と呼ばれます。そのなかに電場と磁場があ
ります。電気や磁石は身近かなものですがこれは真空に織
り込められた性質なのです。

これが揺らぐと真空の中を波となって伝わります。それが
光です。光はすごく早くて一秒間に30万kmもの早さで伝わ
ります。

紙の上に絵の具が置かれて絵になるように、宇宙の真空の
中に「物質」が置かれて、その物質から星ができたり、私
たち人間ができたりします。そして、全体として宇宙の絵
ができあがるのです。

図1は、小マゼラン星雲にある NGC 346という星団です。宇
宙空間にばらまかれた物質から星が作られ、そこから出た光
で描かれた絵ですね。この星団までの距離は21万光年。つまり、
ここにある星から出た光は空虚な空間を21万年の旅をして、
やっと地球に届いたのでした。


http://astr-www.kj.yamagata-u.ac.jp/~shiata/yamashin/80-fig1.jpg
図２　ハッブル宇宙望遠鏡による NGC 346とよばれる星団
(南半球からはみえますが、日本からは見えません。) (NASA提供)
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