「Re:Re:質量の起源」

検索してくださったリンク関連も見て、ここでの質量の起源の話を順に整理していくと

２％程度の質量をもたらすビックス機構

素粒子の質量はビックス機構によってもたらされると言われています。
ＷボソンとＺボソンが陽子の約100倍もの質量を持つことは大きな謎でした。多くの科学者が悩んだ末、ついにワインバーグやサラムら理論家たちは「（ゲージ対称性が自発的に破れてその結果）ヒッグス場があるはずだ」と結論しました。
ＷボソンとＺボソンはヒッグス場の抵抗を受けて動きが鈍り質量があるように振舞うと見なされます。
このヒッグス機構による質量は物質の質量のほんの２％程度であるという話ですね。


９８％の質量をもたらす「カイラル対称性が自発的に破れた」とは？

カイラル対称性とは、質量ゼロの素粒子がもつ対称性で右巻き粒子と左巻き粒子を区別する対称性のことをカイラル対称性といいます。
それらの間にも強い引力が働いて、粒子と反粒子が右巻きと左巻きのペアで互いにくっついて真空中に「埋まってしまった」状態になっています。この真空中を走る粒子は常に埋まった粒子反粒子対にぶつかりながら進むので光速よりも遅くなり、別の言い方をすると質量を獲得する。このことを「カイラル対称性が自発的に破れた」と言います。
クォークは陽子や中性子の中でこうやって質量を獲得して、私たちの質量の９８％を作っているわけです。


さらに、有限温度・有限密度の論文によると
http://www.coe.phys.nagoya-u.ac.jp/conference/young/download/mitsudo_01c.pdf

カイラル対称性とは、質量ゼロのディラックフェルミオンの持つ対称性である。実際のクォーク質量は上述のようにゼロでない値を持つが、 クォークに限定すると、これらの質量はの特徴的なスケールに比べて小さいので良い近似でカイラル対称性をもつ。
この対称性は、しかし、強磁性体の場合と類似して、自発的に破れており、その結果南部ゴールドストーンの定理により、中間子が南部ゴールドストーン粒子に同定される。
カイラル対称性の秩序変数はカイラル凝縮と呼ばれるクォーク・反クォーク対の真空期待値であり、これは超伝導におけるクーパー対に対応している。
このカイラル凝縮が中性子を構成するクォークのまわりに「雲」のようにまとわりつくことで、クォークが大きな質量を獲得し、観測される中性子の質量を生み出すというのが、質量の起源の一つの理解である。

とあります。

この雲のようにまとわりつくという表現は水あめのような仕組みということと同じ意味なのでしょう。
どちらにしても質量が生じるのは相対的関係の授受作用の力がベースにありますね。

「Re:質量の起源」

「カイラル対称性の自発的破れ」で検索したら、
高エネルギー加速器研究機構のホームページが出てきましたね。

スパコンで挑む質量生成の謎
http://www.kek.jp/newskek/2006/marapr/supercomputer.html


「右巻き粒子と左巻き粒子を区別する対称性のことをカイラル対称性と言います。カイラル対称性とは質量ゼロの素粒子がもつ対称性なのです。」

「さて、その右巻きと左巻きの粒子や反粒子の間に非常に強い引力が働いたらどうなるでしょうか。もはや彼らは自由に光速で飛び回ることはできなくなって、互いにくっつこうとします。」

「量子力学では真空と言えども常に粒子と反粒子がごく短時間のうちに対生成と対消滅を繰り返しているのですが、」

「それらの間にも強い引力が働いて、粒子と反粒子が右巻きと左巻きのペアで互いにくっついて真空中に「埋まってしまった」状態になっています。」

「この真空中を走る粒子は常に埋まった粒子反粒子対にぶつかりながら進むので光速よりも遅くなり、別の言い方をすると質量を獲得するわけです（図２下）。」


この仮説によると、質量の起源は、「空間を埋め尽くしている粒子と反粒子のペア」ということになりそうですね。

「質量の起源」

高エネルギー加速器研究機構（茨城県つくば市）と京都大のチームが、スーパーコンピューターを使って、「物質にはなぜ質量（重さ）があるのか」という問題に迫る理論の検証に成功したそうです。

水あめのような仕組み、「カイラル対称性の自発的破れ」、ヒッグス粒子がキーワードの面白い内容ですね。

「物質になぜ重さある？」　高エネ研などが仕組み検証
http://www.asahi.com/science/update/0424/TKY200704240344.html
2007年04月24日20時28分


物質の質量は「動きにくさ」でも決めることができ、動きにブレーキをかける水あめのような仕組みとして、１９６１年に南部陽一郎・米シカゴ大名誉教授が「カイラル対称性の自発的破れ」と呼ばれる理論を提案しましたが、
そのクォークの振る舞いの膨大な計算を、高エネ研の橋本省二・准教授らが、スーパーコンピューターで約半年間かけて行い、その仕組みの存在を示したとのことです。

「Re:重力が生じる前の場」
もう一つ、偽の真空と真の真空とでは重力についてまったく違う空間なのですから、
この２つの曲率を同等に見ることはできないのではないか？
という疑問があります。

「重力が生じる前の場」
インフレーションを起こした場はヒッグス場とかインフラトン場とか言われていますが、

これは重力が生じる前の場のようですね。

私は、どうして神様は重力なるものをお創りになったんだろうかと、ふと思いました。

それで、重力があることによってどういうことになるかというと、

お母さんが赤ちゃんを持ち上げるのに力が必要です。
ですから、重力は愛を形にするためにあるんだなあと思いました。

重力は根本的な４つの力（弱い力、強い力、電磁気力、重力）の中でも
最も高いエネルギーでないと現れない力だそうですね。

それで、重力について、量子物理学の分野を探ってみたいと思っています。

重力の伝達は光の速さでなされるのでしょうか？


インフレーションについては、インフレーションによって生じた偽の真空は
量子が生まれる前の状態ですから、光が生じる前でもあり、
今の科学では光を介してこそ均一な状態になりうるのですから、
偽の真空が広がってもそれで均一とはならないのではないか、
というような疑問を、機会があったら、佐藤教授かその近辺の人に
聞いてみたいと思っています。

もしこのあたりのことでご存知のことがあったら教えてください。

「Re:Re:NASAがつかんだ初期宇宙のインフレーションの証拠」
> これには「ビッグバン後に」と書いてありますが、
> このあたりの表現は微妙なところですね。

そうですね。火の玉になるまでの膨張をインフレーションと呼ぶ場合とビックバンの初期に急速な膨張があったことをインフレーションと呼ぶ場合があるようです。
インフレーション宇宙論が何種類もあるので最近一番認められている理論が何か私はまだはっきりつかめていません。

「Re:NASAがつかんだ初期宇宙のインフレーションの証拠」
ホットなニュースをありがとうございます。

これには「ビッグバン後に」と書いてありますが、
このあたりの表現は微妙なところですね。

それにしても、インフレーション理論にはとても宗教的な色合いを感じます。

ビッグバンが物質自体の爆発によって膨張したとするのに対して、
インフレーションは外から引っ張られる形で膨張したとし、
それゆえに、指数関数的な膨張が一瞬にしてなされたというのですが、
これはまさに神様の力によって宇宙が広がっていったことを物語っているようです。

宇宙のインフレーション　フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%95%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3%E7%90%86%E8%AB%96

宇宙の誕生と宇宙の未来
http://www.resceu.s.u-tokyo.ac.jp/daigaku&kagaku/sato2.pdf

宇宙の創生と未来（無からの創生）
http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/docs/kouen_satou.pdf

宇宙創生を解明する「インフレーション理論」
http://www.athome.co.jp/academy/space/spc03.html

「NASAがつかんだ初期宇宙のインフレーションの証拠」
NASAがインフレーションの証拠をつかんだという記事をご紹介します。

Hotwired Japan
http://hotwired.goo.ne.jp/news/technology/story/20060317302.html

初期宇宙の「インフレーション」の証拠を確認
AP通信（2006年3月16日）

　「米国の宇宙物理学者チームが2006年3月16日(米国時間)、宇宙がビッグバン後に急激に膨張したことを示す具体的証拠をつかんだと発表した。宇宙は、1秒の1兆分の1をさらに1兆分の1にしたほどの瞬時の間に、砂粒のような小さなものから、現在観測可能な領域以上の大きさに拡大したとする説を裏づける証拠だ。」

全米科学財団(NSF)の数学・物理科学部門の副責任者であるマイケル・ターナー博士や、コロンビア大学の理論物理学者、ブライアン・グリーン博士も、驚くべき素晴らしい観察結果だと述べていますね。

「おもなインフレーション理論」
おもなインフレーション宇宙モデルとしては下記のようなもの
があります。

古いインフレーション (1980年)
提唱者　アラン．グース、佐藤勝彦
　
大統―理論にもとづく最初のインフレーション理論。力の分岐
の際の真空の相転移が１次であるとき、宇宙は指数関数的に膨
張し、かつ相転移による潜熱の解放で“火の玉”にな
る。インフレーション後宇宙がでこぼこになりすぎるなどの欠
点がある。

新インフレーション(1981年)
提唱者　アンドレイ・リンデ、アンドレアス・アルブレヒト、
ポール・スタインハート

インフレーションを駆動するヒッグズ場の形が古いインフレー
ションよりゆるやかであり、相転移はゼラチンが固まるときの
ように起こる。

カオス的インフレーション(1983年)
提唱者　アンドレイ・リンデ

統一理論とは無関係にゆるやかな勾配をもったスカラー場さえ
あれば、インフレーションが起こる。同時にブランク尺度での
量子ゆらぎを考慮すると、ゆらぎの効果によってエネ
ルギーの高くなった領域がインフレーションを起こし、さらに
その領域内でもエネルギーのより高い領域がインフレーション
を起こすため、自己増殖的に宇宙が生まれる。

拡張インフレーション(1989年)
提唱者　ポール・スタインハート、デイル・ラー

多くの点で古いインフレーションに似ているが、重力場と直接
作用する新しい場が想定されている。この場により重力は時間
とともに変化し、宇宙の膨張が遅くなるため、インフ
レーションはゆるやかに止まる。

開いたインフレーション　(1995年)
提唱者　ジェームズ．ピーブルズ、バーラート・ラトラ

新インフレーションに似ているが、まず第１のインフレーショ
ンで宇宙が一様になった後、１次の相転移により“泡”が生じ
る。その泡の中に残っている真空のエネルギーによっ
て第２のインフレーションが起こる。
この泡の中の宇宙は曲率が負の開いた宇宙になる。

スーパーナチュラル．インフレーション(1995年)
提唱者　リサ・ランドール、マリン・ソルジャキック、アラン
・グース

超対称性にもとづくインフレーション理論で、素粒子の標準理
論において現れる未知のパラメータ一に典型的な値をもたせる
ことのできる理論。

このどれを論じているかでインフレーション理論といっても内
容が違ってくると思われます。

「一貫性のある世界の存在理由」
> ただ、ビックバンを推すヒューロス博士がファインチューニン
> グを説いていることからも、現在の科学におけるただ初期条件
> だけで広がっていく宇宙と言う説明では、複雑な生命の維持
> 能力の一貫性や物理現象における元素の維持における一貫性は
> 説明出来ないだろうと思います。
>
> 現在のビッグバンで説明されている範囲内で一貫性が無いとい
> う意味ではありません。おそらく、アウトラインとしてはほぼ
> 正しいと思いますが、それだけではないのでは？と原理的な観
> 点からも考えられます。

なるほど、おっしゃる通りだと思います。

ビッグバン理論や大統一理論で、ビッグバン直後に、
電磁気力と強い力が分岐した、電磁気力と弱い力が分岐した、
ということを説明しても、それらの力を担う作用体が
そもそもどうして存在するのか、ということはわからないし、
この作用体がなければ、一貫性を保ちながら発展している
今の世界を説明することは出来ないんですものね。

「ラズロ博士とヒューロス博士」
> ラズロ先生がビッグバンを否定する理由は何なんでしょうね
？

私見ですが、第五の場から私が感じたイメージを書きます。
たぶん、理神論的な立場を嫌うからだと思います。
ラズロ博士は情報場を通じた宇宙全体の進化、発展を説いてい
るように感じます。神が一点から出発させ法則だけで維持され
るという世界のイメージをビッグバンのニアンスに感じておら
れる気がします。


> ラズロ博士のような手段というのは、具体的に言うと、
> Ａフィールドという情報場を想定するということですか？

ラズロ博士は物質から生命の一貫性はＡフィールドという情報
場を通じて成されると考えておられると思いますから、私はそ
のように受け取っています。

ラズロ博士は意識の海であるＡフィールドを共通母体として量
子真空の子宮からすべてのものが生み出され、また情報をＡフ
ィールドに帰しながら発展していく宇宙像であると思います。
神が最初の初期条件を決めて一撃だけ放って消えたかに見える
ビッグバンの理論体系では、複雑な生命までの一貫性は到底説
明できないと考えておられるのだと思います。

理論上の問題点としては、理論上よりも古い星があると言う説
や、ダークマターだけでは説明できないものがあるなどをあげ
ていますが、それらの説が必ずしも正しい計算でなかったこと
やダークマターやダークエネルギーを証拠付ける内容もあるの
で、これは私のような素人ではどちらが正しいか判別は難しい
問題です。

ただ、ビックバンを推すヒューロス博士がファインチューニン
グを説いていることからも、現在の科学におけるただ初期条件
だけで広がっていく宇宙と言う説明では、複雑な生命の維持
能力の一貫性や物理現象における元素の維持における一貫性は
説明出来ないだろうと思います。

現在のビッグバンで説明されている範囲内で一貫性が無いとい
う意味ではありません。おそらく、アウトラインとしてはほぼ
正しいと思いますが、それだけではないのでは？と原理的な観
点からも考えられます。

それから、ヒューロスは補足的に今は重力ビッグバン理論でほ
ぼすべての現象が説明可能だが将来的にはプラズマ理論のよう
な電磁場による微調整を理論に加える必要があることが予想さ
れると言っています。

また、ヒューロスの言う微調整は、その方法でしか、生命に必
要な物質や環境が出来ないような現象があることをして、言っ
ているようです。

「Re:Re:Re:宇宙の平坦性の問題」
> また、ラズロ博士はビッグバンに対して第五の場のときから否
> 定的に議論を進めようとしているので、その点では少々偏りが
> あるかも知れません。

ラズロ博士がビッグバンを否定する理由は何なんでしょうね？


> ただ、ファインチューニングが必要と考えられることは科学か
> ら見れば謎であり、ラズロ博士のような手段で解決しようとす
> る科学者も増えてきていると思います。

ラズロ博士のような手段というのは、具体的に言うと、
Ａフィールドという情報場を想定するということですか？

「Re:Re:宇宙の平坦性の問題」
前回送りました内容に少し修正を加えたものを書きます。
私は決して専門家で無いので概略的な考え方で私の思うところです。

宇宙の平坦性は、前回書きました宇宙背景放射の均一性から、イ
ンフレーションの証明として用いられています。
それは、インフレーションによる超対称性の自発的破れが４段
階の相転移によって起こり現在の根本的力とされる４つの力の
重力、電磁力、強い力、弱い力などが非常に微調整されて、そ
れ以降のビッグバンの爆発がほぼ均一な割合で広がったという
ことだと思います。均一に広がること自体はこのようなインフ
レーションの初期条件によります。

ただ、均一に広がることよりも、このような状態の中でどうし
て、銀河が出来たかが問題だとされています。それには、ちょ
うどよい具合のばらつきが必要であり、さらにエキゾテック物
質が必要だと言われています。

エキゾテック物質は、放射線に対して影響力が弱く、相互作用
の度合いが低いと考えられており、重力の働きによって、普通
物質を引き寄せることができます。そのために、宇宙背景放射
に大きな影響を与えずに銀河や銀河団を形成することを可能と
したと考えられています。

これらについては、現在、理論上存在するが発見されていない
超対称性粒子の候補やグラビトン、原子ブラックホール、など
、いわゆるダークマター、ダークエネルギーが考えられていま
す。

この内容に関しては、ヒューロス博士の「THE CREATOR AND THE
COSMOS」やブルーバックスの「対象性から見た物質・素粒子・
宇宙」などにも関連する内容がありますので、ファインチューニ
ングを含め、最新とはいえませんが、もう少し詳細が必要でしたら
、またお伝えしたいと思います。

また、ラズロ博士はビッグバンに対して「第五の場」のときから否
定的に議論を進めようとしているので、その点では少々偏りが
あるかも知れません。この点は肯定的に考えながらも、ファイ
ンチューニングという考え方で神の存在の必要性を説くヒュー
ロス博士の意見や一般的なインフレーション宇宙論の内容を取
り入れたほうがバランス的にはよいと思われますし、参考にも
なります。ビッグバンが定説であることからも科学者にとって
も受け入れやすい内容になるとは思います。

ただ、ファインチューニングが必要と考えられることは科学か
ら見れば謎であり、ラズロ博士のような手段で解決しようとす
る科学者も増えてきていると思います。

「Re:宇宙の平坦性の問題」
http://yujiwww.web.infoseek.co.jp/s-news-universe.htm

によれば、インフレーションである相転移（４回の対称性の自
発的破れ）がその後のビッグバンの平坦性を決定したと言うこ
とになっていますので、超対称性から平坦性は生じたと言うこ
とであると思いますが、このインフレーションの初期条件がど
のようにして決定されたかは不明と思われます。

http://yujiwww.web.infoseek.co.jp/sp-bbang.htm

宇宙背景輻射をさらに観測-宇宙は平坦だ 2000/4/26 NASA

1998年、南極大陸で、風船に観測機器を積み、高度36kmで、宇
宙背景輻射を観測した。
(BOOMERANG - Balloon Observations of Millimetric
Extragalactic Radiation and Geophysics)
。

同様な観測は1990年代始めに行われ、 (COBE)、以下の結果を
得た。
1. 背景輻射が非常に等方的（どの方向も強さが同じ）
2. ただし、背景輻射の10万分の1のゆらぎがある。
この、ゆらぎが、宇宙の膨張とともに発達し、宇宙のこの多様
な構造を生んだと考えられた。

今回はそのときの40倍の精度である。
ゆらぎは、角度にして1度程度が、最も大きかった。これは、
宇宙が平坦であるモデルとよく一致する。すなわち、Big Bang
の前に、Inflation があり、宇宙を平坦にしたと考えられる。
平坦とは、ユークリッド幾何学通りに宇宙がなっているという
意味であり、三角形の内角の和は180度になる。今回の観測で
、Infaltion Theory の証拠が１つ初めて見つかったことにな
る。

宇宙が平坦であるということは、宇宙の密度が臨海密度と等し
いことを意味する。しかも、膨張スピードが増しているいう観
測データを得ているので、宇宙の物質は以下のようであると考
えられる。
1. 見える物質 5%
2. dark matter 30%
3. dark energy 65%

2000/8/11 Yuji

inflation theory が解決する。
現在の宇宙背景輻射の特質として次の2つがある。
1. 1万分の1の精度で、等方的(isotoropic)、一様(homogeneous)
。
2. 10万分の1の変動がある。
インフレイションは、この両方を予測する。
inflation theory は、前述の問題点を解決するとともに、新
しい素粒子理論、標準理論・大統一理論と宇宙の理論を結びつ
けた理論として、魅力があった。
inflationary theory
1979年、アメリカのAlan Guthが、アインシュタインの宇宙方
程式の別の解を見つけた。非常に短い間に指数関数的に急激に
膨張する解である。10-35 秒ごとに、半径が2倍になる。それ
が、 big bang の普通の膨張の前にあったとする。その時期に
、宇宙の一様性や平坦性が確立された。

などが平坦性をもたらした証明とされているようです。