油断するなここは戦場だ

熱い宇宙 ：1) の解説

光の波長とそれがもっているエネルギーのあいだには
逆比例の関係があって、波長の長い光ほどエネルギーが低い。
このことから、宇宙は膨張していると宇宙の温度も変わっていくことがわかる。

量子力学では粒子は波だけど、波が乗ってる宇宙の大きさが大きくなると
それと同時に波長がどんどん長くなる。ゴムがのばされたみたいに、宇宙と
いっしょに波がびよーんとのびるのだ。

波長が長くなると温度が下がる。遠くから来る星の光は宇宙を旅する
間にどんどんエネルギーが下がっていく。
これが赤方変位というもので、すごく遠くの星とわれわれの間の距離は、
星の光がわれわれのところにくる間にどれだけ温度が下がったかで決める
ことができる。


逆に宇宙のはじめにさかのぼると宇宙はどんどん熱くなる。

宇宙が始まってだいたい一秒くらいのときの宇宙の温度は
約　1MeV 〜10^10 K という温度だった。このくらいの温度
のなかに今の宇宙にある物質がほうりこまれると、
原子核がばらばらに壊れて、陽子と中性子に分かれるし、
電子とその反粒子の陽電子もむちゃくちゃにつくられる。
電子の質量は 0.5 MeV だから　1MeV の光の衝突でどんどん作られるわけ。

さらに１００倍温度が高くなると、
原子核のなかにあるクオークとグルオンが、ばらばらになって
くるし、反クオークもつくられる。（グルオンは自分自身の
反粒子なので、反グルオンおちう言い方はしない）

さらに温度が高くなったらどうなるだろう。陽子や中性子より重い粒子は
素粒子実験でつぎつぎと発見されている。 charm クオークは 1.5GeV
(1GeV はだいたい陽子の質量）bottom クオークは5GeV , top quark は
175 GeV. W 粒子や Z 粒子というのは力を伝える粒子で質量は80GeV
と91 GeV. 素粒子実験であたらしい重たい粒子を発見するっていうことは、
宇宙のはじめにいた素粒子を見つけていくということだ。

ダークマターは素粒子実験で作り出したり存在することを証明したりという
ことはまだできていないんだけど、宇宙の温度がダークマターの重さより
高いときには、ダークマターも宇宙にたっぷり存在していたに違いない。

司令にもわかる。。。

twitter から転載

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かいつまんで暗黒物質ってどうやってできたか説明します。

1)昔宇宙の温度がすごいあつい時があって、そのときは、すべての素粒子が
がんがん作られたり消えたりしてた。ほんとに全部の素粒子。私たちが知って
るのも知らないのも全部。

２）ところが、宇宙ってどんどん膨張するからだんだん冷えて薄くなってくる。

３）すると、重いめの粒子は反粒子をみつけて対消滅してより軽い粒子
になって減っていく。今宇宙に残っているものって、結局、陽子と中性子からなる
原子核、•電子•光。

４）暗黒物質ってのは、素粒子の中でもとても相手を見つけるのがへたな粒子で、
もたもたしているうちに宇宙膨張でお互いのきょりが遠くなって、ますます相手がみ
つけにくくなっちゃう。だから宇宙に消えずに残っている。

５）ところが、宇宙がだんだん冷えてくると、物が多いところに、さらに物が集まるという
効果があらわれて、暗黒物質がかたまって、その周りに宇宙の物質がひきよせられる。
これが構造形成。そして御星様とか銀河とかできる。

６）だから私たちの銀河の中心とか、銀河団の中心には比較的たくさん暗黒物質があって、
また出会いの機会があると思われています。暗黒物質と暗黒物質が出会うと、軽い粒子に変わる。
暗黒物質が重いから、高いエネルギーの粒子が出る。老いらくの恋か？あるいは
老人ホーム恋愛もの（違　

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物理の事をブログにかくのは、いいことかもしれない、と思ったんだけれども、
何をどう書くかは相手を決めないと決まらない。これは、TL に野田司令が来たので、
野田司令にわかるように説明したいと思ってかいた。つまり対象は物理は勉強して
こなかった人です。これはあらすじだから、また書きます。千里の道も一歩から。
明日は、なんで、宇宙は昔　熱かったかについて。