宇宙論

宇宙論（古代ギリシャ語の κόσμος（コスモス）  「宇宙、世界」とλογία（ロギア）  「〜の研究」に由来）は、宇宙の性質を扱う物理学と形而上学の一分野です。宇宙論という用語は、1656年にトーマス・ブラントのGlossographiaで英語で初めて使用され、^{[2] 1731年に}ドイツの哲学者クリスティアン・ヴォルフのCosmologia Generalisでラテン語に取り上げられました。^[3]宗教的または神話的な宇宙論は、神話的、宗教的、秘教的な文学や創造神話と終末論の伝統に基づく一連の信念です。天文学の科学では、宇宙論は宇宙の年代学の研究に関係しています。

物理宇宙論は、観測可能な宇宙の起源、その大規模な構造とダイナミクス、そして宇宙の最終的な運命を研究する学問であり、これらの領域を支配する科学の法則も含まれる。^[4]天文学者や物理学者などの科学者だけでなく、形而上学者、物理哲学者、時空の哲学者などの哲学者によっても研究されている。哲学と範囲を共有しているため、物理宇宙論の理論には科学的命題と非科学的命題の両方が含まれ、検証できない仮定に依存する可能性がある。物理宇宙論は、宇宙全体を対象とする天文学のサブ分野である。現代の物理宇宙論は、観測天文学と素粒子物理学を融合しようとするビッグバン理論によって支配されている。^{[5] [6]より具体的には、}ラムダCDMモデルとして知られる、暗黒物質と暗黒エネルギーによるビッグバンの標準的なパラメータ化である。

理論天体物理学者の デイビッド・N・スパーゲルは、光の速度が有限であるため「宇宙を眺めるとき、私たちは時間を振り返る」ことになるため、宇宙論を「歴史科学」と表現した。^[7]

物理学と天体物理学は、科学的観察と実験を通じて宇宙に対する理解を深める上で中心的な役割を果たしてきました。物理宇宙論は、宇宙全体の分析において数学と観察の両方を通じて形成されました。宇宙は一般にビッグバンで始まり、ほぼ同時に宇宙インフレーションが起こり、宇宙は137億9900万±2100 万年前に誕生したと考えられています。^[8] 宇宙起源論は宇宙の起源を研究し、宇宙地理学は宇宙の特徴を地図化します。

ディドロの百科全書では、宇宙論は天文学（天の科学）、大気学（空気の科学）、地質学（大陸の科学）、水文学（水の科学）に分類されています。^[9]

形而上学的宇宙論は、宇宙における人間を他のすべての存在との関係において位置づけるものとしても説明されてきた。これは、その関係における人間の位置についてのマルクス・アウレリウスの観察によって例証される。「世界が何であるかを知らない者は、自分がどこにいるのかを知らない。そして、世界が何のために存在するかを知らない者は、自分が誰であるか、そして世界が何であるかを知らない。」^[10]

物理宇宙論は、物理学と天体物理学の一分野であり、宇宙の物理的起源と進化の研究を扱っています。また、大規模な宇宙の性質の研究も含まれています。その最も初期の形態は、現在「天体力学」として知られているもので、天体の研究でした。ギリシャの哲学者、サモスのアリスタルコス、アリストテレス、プトレマイオスは、さまざまな宇宙論を提唱しました。ニコラウス・コペルニクス、続いてヨハネス・ケプラーとガリレオ・ガリレイが太陽中心説を提唱した16世紀までは、天動説の プトレマイオス体系が主流でした。これは、物理宇宙論における認識論的破綻の最も有名な例の1つです。

1687年に出版されたアイザック・ニュートンの『プリンキピア』は、万有引力の法則を初めて記述した。この本はケプラーの法則に物理的なメカニズムを与え、また惑星間の重力相互作用によって引き起こされた以前のシステムの異常を解決することを可能にした。ニュートンの宇宙論とそれ以前の宇宙論との根本的な違いは、地球上の物体はすべての天体と同じ物理法則に従うというコペルニクスの原理であった。これは物理宇宙論における決定的な哲学的進歩であった。

現代の科学的宇宙論は、アルバート・アインシュタインが一般相対性理論の最終的な修正を論文「一般相対性理論の宇宙論的考察」^{[11]で発表した1917年に始まったと広く考えられています（ただし、この論文は}第一次世界大戦の終結までドイツ以外では広く入手できませんでした）。一般相対性理論は、ウィレム・デ・ジッター、カール・シュヴァルツシルト、アーサー・エディントンなどの宇宙生成論者にその天文学的影響の探究を促し、天文学者が非常に遠くの物体を研究する能力を高めました。物理学者は、宇宙が静的で不変であるという仮定を変え始めました。1922年、アレクサンダー・フリードマンは、運動する物質を含む膨張宇宙という考えを導入しました。

宇宙論に対するこの動的なアプローチと並行して、宇宙の構造に関する長年の論争が最高潮に達しつつあった。それが大論争（1917年から1922年）であり、ヒーバー・カーティスやエルンスト・エピックなどの初期の宇宙論者は、望遠鏡で見える星雲のいくつかは、私たちの銀河から遠く離れた別の銀河であると判断した。^[12]ヒーバー・カーティスは、渦巻き星雲は島宇宙としてそれ自体が恒星系であるという考えを主張したが、ウィルソン山の天文学者ハーロー・シャプレーは、天の川 銀河系のみで構成された宇宙モデルを擁護した。この考え方の相違は、 1920年4月26日にワシントンDCで開催された米国科学アカデミーの会議で大論争が組織されたことで最高潮に達した。この論争は、エドウィン・ハッブルが1923年と1924年にアンドロメダ銀河でセフェイド変光星を発見したことで解決した。 ^{[13] [14]}それらの距離は、天の川銀河の端をはるかに超えた渦巻き星雲を確立した。

その後の宇宙のモデル化では、アインシュタインが1917年の論文で導入した宇宙定数が、その値によっては宇宙の膨張をもたらす可能性があるという可能性が検討された。このようにして、ビッグバンモデルは1927年にベルギーの司祭ジョルジュ・ルメートルによって提唱され^[15] 、その後、 1929年にエドウィン・ハッブルが赤方偏移を発見したことで裏付けられ^[16] 、さらに1964年にアルノ・ペンジアスとロバート・ウッドロウ・ウィルソンが宇宙マイクロ波背景放射を発見したことで裏付けられた。 ^{[17]これらの発見は、多くの}代替宇宙論のいくつかを排除する第一歩となった。

1990年頃から、観測宇宙論におけるいくつかの劇的な進歩により、宇宙論は主に推測的な科学から、理論と観測が正確に一致する予測科学へと変化しました。これらの進歩には、COBE ^[18] 、WMAP ^[19]、プランク衛星^{[20]によるマイクロ波背景の観測、} 2dfGRS ^[21]やSDSS [ ^22]を含む新しい大規模な銀河赤方偏移調査、遠方の超新星と重力レンズの観測が含まれます。これらの観測は、宇宙インフレーション理論、修正されたビッグバン理論、およびラムダCDMモデルとして知られる特定のバージョンの予測と一致しました。これにより、現代は「宇宙論の黄金時代」と呼ばれるようになりました。^[23]

2014年、BICEP2共同研究チームは宇宙マイクロ波背景放射に重力波の痕跡を検出したと主張した。しかし、この結果は後に偽物であることが判明した。重力波の証拠とされていたものは、実際には星間塵によるものだったのだ。^{[24] [25]}

2014年12月1日、イタリアのフェラーラで開催されたプランク2014会議で、天文学者らは宇宙の年齢は138億年であり、4.9%の原子物質、26.6%の暗黒物質、68.5%の暗黒エネルギーで構成されていると報告した。^[26]

宗教的または神話的な宇宙論は、神話、宗教、秘教的な文学や創造と終末論の伝統に基づいた一連の信念です。創造神話はほとんどの宗教に見られ、ミルチャ・エリアーデとその同僚のチャールズ・ロング によって作成されたシステムに基づいて、通常は 5 つの異なる分類に分けられます。

• 類似のモチーフに基づく創造神話の種類:
  • 無からの創造。神の思考、言葉、夢、または身体の分泌物によって創造される。
  • 地球ダイバーの創造では、創造主によって送られた鳥や両生類などのダイバーが原始の海を通って海底に飛び込み、砂や泥を掘り出して陸上世界を形成します。
  • 創発神話では、先祖は一連の世界を通過し、変身して現在の世界に到達します。
  • 太古の存在の解体による創造。
  • 宇宙の卵が割れたり、混沌から秩序がもたらされたりといった、原始的な統一体の分裂や秩序化による創造。^[27]

宇宙論は世界を空間、時間、そしてすべての現象の全体として扱う。歴史的に、宇宙論は非常に広い範囲をカバーしており、多くの場合宗教に見出された。^{[28]宇宙に関するいくつかの疑問は科学的探究の範囲を超えているが、}弁証法のような他の哲学的アプローチに訴えることで依然として調査される可能性がある。科学的探究の範囲外の疑問には次のようなものがある。^{[29] [30]}

• 宇宙の起源は何ですか？その第一の原因は何ですか（もしあるとしたら）？その存在は必然ですか？（一元論、汎神論、流出論、創造論を参照）
• 宇宙の究極の物質的構成要素は何ですか? (メカニズム、ダイナミズム、形態論、原子論を参照)
• 宇宙が存在する究極の理由（もしあるとすれば）は何ですか？宇宙には目的がありますか？（目的論を参照）
• 意識の存在は現実の存在に何らかの役割を果たしているのでしょうか？宇宙全体について私たちが知っていることをどうやって知るのでしょうか？宇宙論的推論は形而上学的真実を明らかにするのでしょうか？（認識論を参照）

表の注記: 「静的」という用語は、単に膨張も収縮もしないことを意味します。記号G はニュートンの万有引力定数を表します。Λ (ラムダ) は宇宙定数です。

• ブラッグ、メルヴィン (2023)。「宇宙の形」。bbc.co.uk。BBC。2023年5月23日閲覧。メルヴィン・ブラッグは宇宙の形、大きさ、位相について論じ、宇宙の膨張に関する理論を検証します。宇宙がすでに無限であるなら、どうしてさらに大きくなり得るのでしょうか? そして、宇宙は本当に一つしかないのでしょうか?
• 「宇宙の旅：科学的宇宙論の歴史」。history.aip.org。アメリカ物理学会。2023年。 2023年5月23日閲覧。宇宙論の歴史は、古代ギリシャの天文学から宇宙望遠鏡に至るまでの壮大な発見の物語です。
• ドデルソン、スコット; シュミット、ファビアン (2020)。現代宇宙論第2版。アカデミックプレス。ISBN 978-0128159484。全文をダウンロード: Dodelson, Scott; Schmidt, Fabian (2020). 「Scott Dodelson - Fabian Schmidt - Modern Cosmology (2021) PDF」(PDF) . scribd.com . Academic Press . 2023年5月23日閲覧。
• 「ジェネシス、起源の探査。ミッション終了のまとめ」。genesismission.jpl.nasa.gov。NASA、ジェット推進研究所、カリフォルニア工科大学。 2023年5月23日閲覧。約46億年前、太陽系星雲は現在の太陽系に変化しました。その変化を引き起こしたプロセスを化学的にモデル化するために、理想的には、変化を追跡できる基準として使用できる元の星雲のサンプルが必要です。
• レナード、スコット A; マクルーア、マイケル (2004)。『神話と知識』。マグロウヒル。ISBN 978-0-7674-1957-4。
• Lyth, David (1993 年 12 月 12 日)。「宇宙論入門」。arXiv : astro -ph/9312022。これらのノートは、大規模構造、CMB 異方性、インフレーションに特に重点を置いた宇宙論の入門書です。高エネルギー物理学と宇宙論のサマースクール、ICTP（トリエステ）1993で行われた講義。60ページ、図5枚。
• 「NASA​​/IPAC 銀河系外データベース (NED)」。ned.ipac.caltech.edu。NASA。2023年。2023年5月23日閲覧。2023年4月リリースのハイライトデータベース更新
  • 「NASA​​/IPAC 銀河系外データベース (NED)」。ned.ipac.caltech.edu。NASA。2020年。2023年5月23日閲覧。NED -D: 赤方偏移に依存しない銀河系外距離のマスターリスト
• ソフィア センター。ウェールズ トリニティ セント デイビッド大学の文化における宇宙論研究のためのソフィア センター。

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