３６ About the Spirit【Intelligence】Dialogue with the Universe
The soul is considered to exist as mental entity substance aside from body.
・The spirit is thought that it is pregnant in not only man but also at large living things[ animals or plants], and it is also pregnant in mineral. The spirit may be identified with the heart.
※ The proposal in the general meeting in World Health Organization (WHO) 1999
：Health is in a completely good dynamic state physically, mentally, spiritually, and socially, and is not only sick or not only weak.
2015年10月31日土曜日
３６ 霊魂とは？【知性】宇宙との対話
３６ 霊魂とは？【知性】宇宙との対話
霊魂とは、肉体とは別に精神的実体として存在すると考えられるもの。
・人間だけでなく、命あるもの全般、動物や植物に宿ると考えられたり、さらには鉱物にも霊魂が宿るとされることもある。霊魂を心と同一視することもある。
※ 世界保健機関（WHO）1999年の総会での提案
：健康とは身体的・精神的・霊的・社会的に完全に良好な動的状態であり、単に病気あるいは虚弱でないことではない。
３７ 思考とは？【知性】宇宙との対話
・思考とは、概念・言語などを操作し、意味を知り、意味づけを行うこと。
・思考とは、後天的な学習で得た情報を使ってなにかしらを判断（意味を知る、または
意味づけを行う）すること。
→現時点では、コンピュータは決められたプログラムを実行しているに過ぎない。
霊魂とは、肉体とは別に精神的実体として存在すると考えられるもの。
・人間だけでなく、命あるもの全般、動物や植物に宿ると考えられたり、さらには鉱物にも霊魂が宿るとされることもある。霊魂を心と同一視することもある。
※ 世界保健機関（WHO）1999年の総会での提案
：健康とは身体的・精神的・霊的・社会的に完全に良好な動的状態であり、単に病気あるいは虚弱でないことではない。
３７ 思考とは？【知性】宇宙との対話
・思考とは、概念・言語などを操作し、意味を知り、意味づけを行うこと。
・思考とは、後天的な学習で得た情報を使ってなにかしらを判断（意味を知る、または
意味づけを行う）すること。
→現時点では、コンピュータは決められたプログラムを実行しているに過ぎない。
３５ About Mind【Intelligence】Dialogue with the Universe
３５ About Mind【Intelligence】Dialogue with the Universe
Mind refers to man's (living thing's) mental action. And the one which becomes a basis of feeling, will, knowledge, consideration, etc are included.
Mind refers to man's (living thing's) mental action. And the one which becomes a basis of feeling, will, knowledge, consideration, etc are included.
３４ What is Consciousness？【Intelligence】Dialogue with the Universe
３４ What is Consciousness？【Intelligence】Dialogue with the Universe
○Consciousness is the state that we can assess the environment, such as around the state and that their situation now, etc.
・Absent-minded consciousness is also in a dog, a cat, etc.
○Unit of consciousness ... Thermostat as one unit,
Flower 10units
Animal Several hundred units
○Level of consciousnes
Level１：They can recognize space. （Reptile）
Level２：They can recognize space and society. （Mammal ）
Level３：We can recognize space, society and Time. （Reptile）
※ In addition, procrastination ability of satisfaction is the difference between the degree of success.
【Reference】 "The wonder future - latest physics talks" Michio Kaku (April 2015)
E Tele／New York incandescent classroom 20150424 consciousness and mind
※ Michio Kaku officialsite
○Quantum mind
British mathematician, astrophysics and theoretical physicist Roger Penrose (Roger Penrose, 1931-) has presented the hypothesis that there is deep relationship between information processing and quantum mechanics in the brain.
He says, basic and simple unknown attributes that becomes the original of a consciousness has been associated in each elementary particles. When the wave function is contracted in microtubules of neuron, at the same time the unknown attribute combines on, and high level consciousness of the organism occurs.
※Penrose believed that microtubules are involved in neurotransmission, but microtubule is a kind of cytoskeleton.
Neurotransmission due to propagation of changes in membrane potential of neurons (action potential) and it takes place via chemicals between neurons..
※ Hawking says, "Even if I admit his OR(Objective-Reduction：hypothesis theory about the development and reduction of the wave function), (because it is too fine things)it is hard to believe that the mechanism and system of the brain is affected by OR in nature. ".
○Quantum computer
As the phenomena of the elementary particles, they have two states (0 and 1 : bit) at the same time (the state of superposition and entanglement).
By controlling this property, it is possible to represent the number of conditions with fewer bits. This allows a calculation that was one by one processing until now, at the same time (in parallel) can be processed.This parallel processing, it is can be solved in a few tens of seconds in calculation which can not be solved even if it takes thousands of years in the current super computer.
2011 (128) D-Wave Systems, Inc. (Canada) was successful in the construction of a quantum computer "D-Wave".
【Reference】
1. No.４０ Growing artificial intelligence（ＧＡＩ）
2. Wikipedia/ Quantum computing
☆ If consciousness is due to the attributes of the particles, with the advancement of quantum computers, AI also might have a sense! = Meeting with non-life intelligence!
○Consciousness is the state that we can assess the environment, such as around the state and that their situation now, etc.
・Absent-minded consciousness is also in a dog, a cat, etc.
○Unit of consciousness ... Thermostat as one unit,
Flower 10units
Animal Several hundred units
○Level of consciousnes
Level１：They can recognize space. （Reptile）
Level２：They can recognize space and society. （Mammal ）
Level３：We can recognize space, society and Time. （Reptile）
※ In addition, procrastination ability of satisfaction is the difference between the degree of success.
【Reference】 "The wonder future - latest physics talks" Michio Kaku (April 2015)
E Tele／New York incandescent classroom 20150424 consciousness and mind
※ Michio Kaku officialsite
○Quantum mind
British mathematician, astrophysics and theoretical physicist Roger Penrose (Roger Penrose, 1931-) has presented the hypothesis that there is deep relationship between information processing and quantum mechanics in the brain.
He says, basic and simple unknown attributes that becomes the original of a consciousness has been associated in each elementary particles. When the wave function is contracted in microtubules of neuron, at the same time the unknown attribute combines on, and high level consciousness of the organism occurs.
※Penrose believed that microtubules are involved in neurotransmission, but microtubule is a kind of cytoskeleton.
Neurotransmission due to propagation of changes in membrane potential of neurons (action potential) and it takes place via chemicals between neurons..
※ Hawking says, "Even if I admit his OR(Objective-Reduction：hypothesis theory about the development and reduction of the wave function), (because it is too fine things)it is hard to believe that the mechanism and system of the brain is affected by OR in nature. ".
○Quantum computer
As the phenomena of the elementary particles, they have two states (0 and 1 : bit) at the same time (the state of superposition and entanglement).
By controlling this property, it is possible to represent the number of conditions with fewer bits. This allows a calculation that was one by one processing until now, at the same time (in parallel) can be processed.This parallel processing, it is can be solved in a few tens of seconds in calculation which can not be solved even if it takes thousands of years in the current super computer.
2011 (128) D-Wave Systems, Inc. (Canada) was successful in the construction of a quantum computer "D-Wave".
【Reference】
1. No.４０ Growing artificial intelligence（ＧＡＩ）
2. Wikipedia/ Quantum computing
☆ If consciousness is due to the attributes of the particles, with the advancement of quantum computers, AI also might have a sense! = Meeting with non-life intelligence!
３４ 意識とは？【知性】宇宙との対話
３４ 意識とは？【知性】宇宙との対話
○意識とは、自分の今ある状態や、周囲の状況などの環境を評価できている状態のこと。
・ ぼんやりした意識は犬・猫などにもある。
○意識の単位・・・ サーモスタットを１単位とすると、
花 １０単位
動物 数百単位
○意識のレベル
レベル１：空間を認識できる。（は虫類）
レベル２：空間と社会を認識できる。（ほ乳類）
レベル３：空間、社会、時間を認識できる。（人間）
※さらに、満足を先延ばしにできる能力が成功できるかどうかの差になる。
【参 照】「最新物理学が語る驚異の未来」ミチオ・カク（2015年4月）
Eテレ ニューヨーク白熱教室 20150424 意識と心
You Tube:https://www.youtube.com/watch?v=-dMt5FB6inY
※加來 道雄、Michio Kaku、1947年1月24日 –
ミチオ・カク公式サイト
○量子脳理論
イギリスの数学者、宇宙物理学・理論物理学者ロジャー・ペンローズ（Roger Penrose, 1931- ）は、著書『皇帝の新しい心』にて、脳内の情報処理には量子力学が深く関わっているという仮説を提示している。
素粒子にはそれぞれ意識の元となる基本的で単純な未知の属性が付随しており、脳内の神経細胞にある微小管で、波動関数が収縮すると、その未知の属性も同時に組み合わさり、生物の高レベルな意識が生起するというのである。
※ペンローズは微小管が神経伝達に関わっていると考えていたようだが、微小管（ microtubule）は、細胞骨格の一種。
神経伝達は神経細胞においては膜電位の変化（アクションポテンシャル）の伝播により、神経細胞間では化学物質を介して行われる。
※ホーキングは、「仮にＯＲ(Objective-Reduction、客観的収縮：波動関数の発展と収縮に関する仮説理論)を認めたにしても、(余りに微細なことがらなので）現実に脳の仕組みやシステムがそれに影響を受けるとは考えがたい。」としている。
○量子コンピュータ
素粒子は0と1というように、2つの状態（ビット）を同時にもつ（重ね合わせの状態）性質がある。
この性質をコントロールすると、少ないビットで多くの状態を表すことができる。これによって、今までは一つずつ処理していた計算を、同時に（並列的に）処理し、現在のスーパーコンピュータで数千年かかっても解けないような計算でも数十秒で解くことができる。
2011年(128) D-Wave Systems社（カナダ）が量子コンピュータ「D-Wave」の建造に成功した。
【参 考】
1. Ｎｏ．４０ 成長する人工知能（ＧＡＩ）
2. Wikipedia/量子コンピュータ
3. 日経ビジネス／世界初「量子コンピューター」生みの親、「訂正」に挑む／西森秀稔へのインタビュー
http://business.nikkeibp.co.jp/atcl/report/15/215171/091400001/?rss&rt=nocnt
☆意識が素粒子の属性に起因するものであるならば、量子コンピュータの進歩に伴い、ＡＩも意識を持つ可能性がある！＝非生命体知性との出会い！
○意識とは、自分の今ある状態や、周囲の状況などの環境を評価できている状態のこと。
・ ぼんやりした意識は犬・猫などにもある。
○意識の単位・・・ サーモスタットを１単位とすると、
花 １０単位
動物 数百単位
○意識のレベル
レベル１：空間を認識できる。（は虫類）
レベル２：空間と社会を認識できる。（ほ乳類）
レベル３：空間、社会、時間を認識できる。（人間）
※さらに、満足を先延ばしにできる能力が成功できるかどうかの差になる。
【参 照】「最新物理学が語る驚異の未来」ミチオ・カク（2015年4月）
Eテレ ニューヨーク白熱教室 20150424 意識と心
You Tube:https://www.youtube.com/watch?v=-dMt5FB6inY
※加來 道雄、Michio Kaku、1947年1月24日 –
ミチオ・カク公式サイト
○量子脳理論
イギリスの数学者、宇宙物理学・理論物理学者ロジャー・ペンローズ（Roger Penrose, 1931- ）は、著書『皇帝の新しい心』にて、脳内の情報処理には量子力学が深く関わっているという仮説を提示している。
素粒子にはそれぞれ意識の元となる基本的で単純な未知の属性が付随しており、脳内の神経細胞にある微小管で、波動関数が収縮すると、その未知の属性も同時に組み合わさり、生物の高レベルな意識が生起するというのである。
※ペンローズは微小管が神経伝達に関わっていると考えていたようだが、微小管（ microtubule）は、細胞骨格の一種。
神経伝達は神経細胞においては膜電位の変化（アクションポテンシャル）の伝播により、神経細胞間では化学物質を介して行われる。
※ホーキングは、「仮にＯＲ(Objective-Reduction、客観的収縮：波動関数の発展と収縮に関する仮説理論)を認めたにしても、(余りに微細なことがらなので）現実に脳の仕組みやシステムがそれに影響を受けるとは考えがたい。」としている。
○量子コンピュータ
素粒子は0と1というように、2つの状態（ビット）を同時にもつ（重ね合わせの状態）性質がある。
この性質をコントロールすると、少ないビットで多くの状態を表すことができる。これによって、今までは一つずつ処理していた計算を、同時に（並列的に）処理し、現在のスーパーコンピュータで数千年かかっても解けないような計算でも数十秒で解くことができる。
2011年(128) D-Wave Systems社（カナダ）が量子コンピュータ「D-Wave」の建造に成功した。
【参 考】
1. Ｎｏ．４０ 成長する人工知能（ＧＡＩ）
2. Wikipedia/量子コンピュータ
3. 日経ビジネス／世界初「量子コンピューター」生みの親、「訂正」に挑む／西森秀稔へのインタビュー
http://business.nikkeibp.co.jp/atcl/report/15/215171/091400001/?rss&rt=nocnt
☆意識が素粒子の属性に起因するものであるならば、量子コンピュータの進歩に伴い、ＡＩも意識を持つ可能性がある！＝非生命体知性との出会い！
2015年10月30日金曜日
３３ What is Intelligence？【Intelligence】Dialogue with the Universe
３３ What is Intelligence？【Intelligence】Dialogue with the Universe
・Intelligence is the capability of a language and a network.
Etymologically it is the capability of the selection accompanied by consciousness.
※ Origin of the word: Originate in a Latin verb "intellegere" and mean the ability of "legere(choose)" from "inter(between)" two or more choices. However, the instinct beforehand programmed by the gene is not intellect. Intellect is the acquired capability to create the possibility of new selection.
Reference："System methodology archive" (～2011) Toshiya Nagai
http://www.systemicsarchive.com/ja/a/intellect.html
※ In Goo Dictionary, intellectus is the capability which gets to know things and considers and judges.Capability to perform man's intellectual action.
○Dolphin, Chimpanzee, and the Orangutan can recognize themselves.
→Since there are communications skills, it is not as man, but it can be said that it has intellectus.
○The main feature of intellectus is creative！
☆Level of intelligence
Level１ Frontal lobe of the brain to judge and create.
Level２ Brain is using artificial intelligence to auxiliary. (The current)
Level３ Brain and artificial intelligence do judgment and creativity together.
・Intelligence is the capability of a language and a network.
Etymologically it is the capability of the selection accompanied by consciousness.
※ Origin of the word: Originate in a Latin verb "intellegere" and mean the ability of "legere(choose)" from "inter(between)" two or more choices. However, the instinct beforehand programmed by the gene is not intellect. Intellect is the acquired capability to create the possibility of new selection.
Reference："System methodology archive" (～2011) Toshiya Nagai
http://www.systemicsarchive.com/ja/a/intellect.html
※ In Goo Dictionary, intellectus is the capability which gets to know things and considers and judges.Capability to perform man's intellectual action.
○Dolphin, Chimpanzee, and the Orangutan can recognize themselves.
→Since there are communications skills, it is not as man, but it can be said that it has intellectus.
○The main feature of intellectus is creative！
☆Level of intelligence
Level１ Frontal lobe of the brain to judge and create.
Level２ Brain is using artificial intelligence to auxiliary. (The current)
Level３ Brain and artificial intelligence do judgment and creativity together.
３３ 知性とは？【知性】宇宙との対話
３３ 知性とは？【知性】宇宙との対話
・知性（intellect）は言語及びネットワークの能力。語源的には、意識を伴った選択の能力。
※語源：ラテン語の動詞“intellegere”に由来し、複数の選択肢の“間から inter”“選ぶlegere”能力を意味する。ただし、選択の能力といっても、遺伝子にあらかじめプログラムされた本能は知性でない。知性は新しい選択の可能性を切り開く後天的な能力。
参照：「システム論アーカイブ」（～2011年）永井俊哉
http://www.systemicsarchive.com/ja/a/intellect.html
※goo辞書では、物事を知り、考え、判断する能力。人間の、知的作用を営む能力。
○イルカやチンパンジー、オランウータンは私を認識できる。
→コミュニケーション能力があることから、人間ほどではないが、知性を持つと言える。
○創造することは知性の最大特徴。
☆知性のレベル
レベル１ 脳の前頭葉が判断・創造している。
レベル２ 脳が人工知能を補助的に使っている。（現在）
レベル３ 脳と人工知能が一体となって判断・創造している。
・知性（intellect）は言語及びネットワークの能力。語源的には、意識を伴った選択の能力。
※語源：ラテン語の動詞“intellegere”に由来し、複数の選択肢の“間から inter”“選ぶlegere”能力を意味する。ただし、選択の能力といっても、遺伝子にあらかじめプログラムされた本能は知性でない。知性は新しい選択の可能性を切り開く後天的な能力。
参照：「システム論アーカイブ」（～2011年）永井俊哉
http://www.systemicsarchive.com/ja/a/intellect.html
※goo辞書では、物事を知り、考え、判断する能力。人間の、知的作用を営む能力。
○イルカやチンパンジー、オランウータンは私を認識できる。
→コミュニケーション能力があることから、人間ほどではないが、知性を持つと言える。
○創造することは知性の最大特徴。
☆知性のレベル
レベル１ 脳の前頭葉が判断・創造している。
レベル２ 脳が人工知能を補助的に使っている。（現在）
レベル３ 脳と人工知能が一体となって判断・創造している。
３２ Immunity and Memory【Intelligence】Dialogue with the Universe
３２ Immunity and Memory【Intelligence】Dialogue with the Universe
○Immunity：To escape disease with aware of the pathogens and cancer cells in vivo.
Plague (disease) by infection with pathogenic bacteria can be resistant, and we can be difficult to disease.
○ There is two type of immunity, the innate immunity of almost all organisms and the adaptive immunity of vertebrate.
○Innate immunity that leukocytes (phagocytes) eat pathogens are innately equipped.
→ The innate immune system can not function adequately against new viruses.
○The adaptive immunity：lymphocytes(specific leukocytes) produce acquired antibodies against viral and other pathogens (antigens) to suppress the activity of the virus.
○In lymphocyte balls, the information for production of antibodies (proteins) does "memory" into DNA. This is called immunological memory.
○Dr. Susumu Tonegawa won the Nobel Prize in this immunization research field (elucidation of the hereditary principle of antibody generation) in 1987.
○Immunological memory and cerebral memory work by the same structure, and both of immunological systems (lymphatic system) and nervous systems are everywhere spread in the whole body.
○Immunity：To escape disease with aware of the pathogens and cancer cells in vivo.
Plague (disease) by infection with pathogenic bacteria can be resistant, and we can be difficult to disease.
○ There is two type of immunity, the innate immunity of almost all organisms and the adaptive immunity of vertebrate.
○Innate immunity that leukocytes (phagocytes) eat pathogens are innately equipped.
→ The innate immune system can not function adequately against new viruses.
○The adaptive immunity：lymphocytes(specific leukocytes) produce acquired antibodies against viral and other pathogens (antigens) to suppress the activity of the virus.
○In lymphocyte balls, the information for production of antibodies (proteins) does "memory" into DNA. This is called immunological memory.
○Dr. Susumu Tonegawa won the Nobel Prize in this immunization research field (elucidation of the hereditary principle of antibody generation) in 1987.
○Immunological memory and cerebral memory work by the same structure, and both of immunological systems (lymphatic system) and nervous systems are everywhere spread in the whole body.
３３ 知性とは？【知性】宇宙との対話
３３ 知性とは？【知性】宇宙との対話
・知性（intellect）は言語及びネットワークの能力。語源的には、意識を伴った選択の能力。
※語源：ラテン語の動詞“intellegere”に由来し、複数の選択肢の“間から inter”“選ぶlegere”能力を意味する。ただし、選択の能力といっても、遺伝子にあらかじめプログラムされた本能は知性でない。知性は新しい選択の可能性を切り開く後天的な能力。
参照：「システム論アーカイブ」（～2011年）永井俊哉
http://www.systemicsarchive.com/ja/a/intellect.html
※goo辞書では、物事を知り、考え、判断する能力。人間の、知的作用を営む能力。
○イルカやチンパンジー、オランウータンは私を認識できる。
→コミュニケーション能力があることから、人間ほどではないが、知性を持つと言える。
○創造することは知性の最大特徴。
☆知性のレベル
レベル１ 脳の前頭葉が判断・創造している。
レベル２ 脳が人工知能を補助的に使っている。（現在）
レベル３ 脳と人工知能が一体となって判断・創造している。
・知性（intellect）は言語及びネットワークの能力。語源的には、意識を伴った選択の能力。
※語源：ラテン語の動詞“intellegere”に由来し、複数の選択肢の“間から inter”“選ぶlegere”能力を意味する。ただし、選択の能力といっても、遺伝子にあらかじめプログラムされた本能は知性でない。知性は新しい選択の可能性を切り開く後天的な能力。
参照：「システム論アーカイブ」（～2011年）永井俊哉
http://www.systemicsarchive.com/ja/a/intellect.html
※goo辞書では、物事を知り、考え、判断する能力。人間の、知的作用を営む能力。
○イルカやチンパンジー、オランウータンは私を認識できる。
→コミュニケーション能力があることから、人間ほどではないが、知性を持つと言える。
○創造することは知性の最大特徴。
☆知性のレベル
レベル１ 脳の前頭葉が判断・創造している。
レベル２ 脳が人工知能を補助的に使っている。（現在）
レベル３ 脳と人工知能が一体となって判断・創造している。
３２ Immunity and Memory【Intelligence】Dialogue with the Universe
３２ Immunity and Memory【Intelligence】Dialogue with the Universe
○Immunity：To escape disease with aware of the pathogens and cancer cells in vivo.
Plague (disease) by infection with pathogenic bacteria can be resistant, and we can be difficult to disease.
○ There is two type of immunity, the innate immunity of almost all organisms and the adaptive immunity of vertebrate.
○Innate immunity that leukocytes (phagocytes) eat pathogens are innately equipped.
→ The innate immune system can not function adequately against new viruses.
○The adaptive immunity：lymphocytes(specific leukocytes) produce acquired antibodies against viral and other pathogens (antigens) to suppress the activity of the virus.
○In lymphocyte balls, the information for production of antibodies (proteins) does "memory" into DNA. This is called immunological memory.
○Dr. Susumu Tonegawa won the Nobel Prize in this immunization research field (elucidation of the hereditary principle of antibody generation) in 1987.
○Immunological memory and cerebral memory work by the same structure, and both of immunological systems (lymphatic system) and nervous systems are everywhere spread in the whole body.
○Immunity：To escape disease with aware of the pathogens and cancer cells in vivo.
Plague (disease) by infection with pathogenic bacteria can be resistant, and we can be difficult to disease.
○ There is two type of immunity, the innate immunity of almost all organisms and the adaptive immunity of vertebrate.
○Innate immunity that leukocytes (phagocytes) eat pathogens are innately equipped.
→ The innate immune system can not function adequately against new viruses.
○The adaptive immunity：lymphocytes(specific leukocytes) produce acquired antibodies against viral and other pathogens (antigens) to suppress the activity of the virus.
○In lymphocyte balls, the information for production of antibodies (proteins) does "memory" into DNA. This is called immunological memory.
○Dr. Susumu Tonegawa won the Nobel Prize in this immunization research field (elucidation of the hereditary principle of antibody generation) in 1987.
○Immunological memory and cerebral memory work by the same structure, and both of immunological systems (lymphatic system) and nervous systems are everywhere spread in the whole body.
３２ 免疫と記憶【知性】宇宙との対話
３２ 免疫と記憶【知性】宇宙との対話
○免疫：生体内で病原体やがん細胞を認識して疫（病気）を免れること。疫病（病気)や病原菌に感染することにより、抵抗力ができ、次からはその病気にかかりにくくなることを言う。
○ 免疫には、ほとんど全ての生物が持つ自然免疫と脊椎動物が持つ適応免疫がある。
○ 自然免疫は、先天的に備わっており、白血球（食細胞）が病原体などを食べることによる。
→新型のウイルスなどに対しては十分に機能しない。
○適応免疫は、ウイルスなどの病原体（抗原）に対し、特殊な白血球であるリンパ球が後天的に抗体を作りだし、ウイルスの活動を抑える。
○ リンパ球の中では、抗体（タンパク質）製造のための情報がＤＮＡに「記憶」される。
これを免疫記憶という。
○ 利根川進先生は、この免疫研究分野（抗体生成の遺伝的原理の解明）で1987年にノーベル賞を受賞している。
※抗体遺伝子では、ものすごい頻度で突然変異が起きている。
○ 免疫記憶と脳の記憶は、同じような仕組みで働き、免疫系（リンパ系）と神経系は、どちらも全身にくまなく張り巡らされている。
※利根川進は 免疫研究ののち脳の研究に進み1996 年に生体のマウスにおける空間記憶に海馬の CA1 と呼ばれる領域が必要不可欠なことを示した[42]。この領域にある場所細胞 (place cell|) と呼ばれる細胞はマウスがある空間における特定の場所 (場所受容野 (place field)と呼ばれる領域) に来た時にのみ選択的に発火する。この場所受容野はその空間全体に分布していて、場所細胞のグループで海馬内に地図を作っていると解釈されている。この地図の正確性はマウスの空間の学習能力を決定している。利根川は CA1 領域の NMDA 型グルタミン酸受容体の NR1 サブユニットを遺伝子的に除去することにより、受容体を特異的に阻害することで、場所細胞の反応選択性が対照群より低下することを示した。
○免疫：生体内で病原体やがん細胞を認識して疫（病気）を免れること。疫病（病気)や病原菌に感染することにより、抵抗力ができ、次からはその病気にかかりにくくなることを言う。
○ 免疫には、ほとんど全ての生物が持つ自然免疫と脊椎動物が持つ適応免疫がある。
○ 自然免疫は、先天的に備わっており、白血球（食細胞）が病原体などを食べることによる。
→新型のウイルスなどに対しては十分に機能しない。
○適応免疫は、ウイルスなどの病原体（抗原）に対し、特殊な白血球であるリンパ球が後天的に抗体を作りだし、ウイルスの活動を抑える。
○ リンパ球の中では、抗体（タンパク質）製造のための情報がＤＮＡに「記憶」される。
これを免疫記憶という。
○ 利根川進先生は、この免疫研究分野（抗体生成の遺伝的原理の解明）で1987年にノーベル賞を受賞している。
※抗体遺伝子では、ものすごい頻度で突然変異が起きている。
○ 免疫記憶と脳の記憶は、同じような仕組みで働き、免疫系（リンパ系）と神経系は、どちらも全身にくまなく張り巡らされている。
※利根川進は 免疫研究ののち脳の研究に進み1996 年に生体のマウスにおける空間記憶に海馬の CA1 と呼ばれる領域が必要不可欠なことを示した[42]。この領域にある場所細胞 (place cell|) と呼ばれる細胞はマウスがある空間における特定の場所 (場所受容野 (place field)と呼ばれる領域) に来た時にのみ選択的に発火する。この場所受容野はその空間全体に分布していて、場所細胞のグループで海馬内に地図を作っていると解釈されている。この地図の正確性はマウスの空間の学習能力を決定している。利根川は CA1 領域の NMDA 型グルタミン酸受容体の NR1 サブユニットを遺伝子的に除去することにより、受容体を特異的に阻害することで、場所細胞の反応選択性が対照群より低下することを示した。
2015年10月29日木曜日
３１ Cell and DNA（DeoxyriboNucleic Acid）【Intelligence】Dialogue with the Universe
３１ Cell and DNA（DeoxyriboNucleic Acid）【Intelligence】Dialogue with the Universe
○Cell
・Humans are made of about 100 trillion cells.
・The human nervous system is estimated to consist of roughly 360 billion non-neural glial cells and 100 billion nerve cells.
・Incidentally, the birth of multicellular organisms is the Cambrian about 600 million years ago.
○ＤＮＡ（DeoxyriboNucleic Acid）
・Every person has about 25,000 different genes.
・Plant is an animal of seniors with 40,000 or more genes.
※Gene: The corresponding DNA sequence to a protein.
・The length of human DNA in a single cell is 1.8 meters. (2 nanometers wide)
※１nanometer is one point nine times ten to the minus second．
・The length of the blood vessels in the adult is about 100,000 km（１×１０E５ｍ）.
※Earth's diameter is 12,700 km（１．２７×１０E４ｍ）.
・The world largest is 62-th power of 10 of the world smallest.
・DNA of human and chimpanzee is consistent 98.5 percent.
○World of Living thing
・The Biological World is made by the coincidences and an accumulation of trial and error of over 100 millions years. This was not inevitable. Susumu Tonegawa "Spirit and Matter"
○Cell
・Humans are made of about 100 trillion cells.
・The human nervous system is estimated to consist of roughly 360 billion non-neural glial cells and 100 billion nerve cells.
・Incidentally, the birth of multicellular organisms is the Cambrian about 600 million years ago.
○ＤＮＡ（DeoxyriboNucleic Acid）
・Every person has about 25,000 different genes.
・Plant is an animal of seniors with 40,000 or more genes.
※Gene: The corresponding DNA sequence to a protein.
・The length of human DNA in a single cell is 1.8 meters. (2 nanometers wide)
※１nanometer is one point nine times ten to the minus second．
・The length of the blood vessels in the adult is about 100,000 km（１×１０E５ｍ）.
※Earth's diameter is 12,700 km（１．２７×１０E４ｍ）.
・The world largest is 62-th power of 10 of the world smallest.
・DNA of human and chimpanzee is consistent 98.5 percent.
○World of Living thing
・The Biological World is made by the coincidences and an accumulation of trial and error of over 100 millions years. This was not inevitable. Susumu Tonegawa "Spirit and Matter"
３１ 細胞とＤＮＡ 【知性】宇宙との対話
３１ 細胞とＤＮＡ 【知性】宇宙との対話
○細胞
・人間は約１００兆個の細胞でできている。
・脳の神経細胞は大脳で数百億個、小脳で1000億個、脳全体では千数百億個。
・ちなみに、多細胞生物が誕生したのは約６億年前のカンブリア紀。
○ＤＮＡ（DeoxyriboNucleic Acid）
・ヒトは、約２５,０００個の遺伝子を持つ。
・動物の先輩である植物は、４０,０００個以上の遺伝子を持つ。
※遺伝子：実在が確かめられているタンパク質に対応するＤＮＡ配列。
（参 照）「遺伝子の数え方」福岡 伸一
http://www.sotokoto.net/jp/essay/?id=26
・人間のひとつの細胞中のＤＮＡの長さは１．８メートル。（幅２ナノメートル）
※１ナノメートルは、１０-9メートル
・成人の血管の長さは約１０万キロメートル（１×１０５ｍ）。
※地球の直径は１２，７００キロメートル（１．２７×１０４ｍ）。
・一番大きい世界は、一番小さい世界の１０の６２乗倍
・人間とチンパンジーのＤＮＡは９８．５％一致している。
○生物の世界
・生物の世界というのは、何億年にもわたる偶然の積み重ね、試行錯誤の積み重ねでいまこうなっているということであって、こうなった必然性なんてない。 利根川進「精神と物質」
○細胞
・人間は約１００兆個の細胞でできている。
・脳の神経細胞は大脳で数百億個、小脳で1000億個、脳全体では千数百億個。
・ちなみに、多細胞生物が誕生したのは約６億年前のカンブリア紀。
○ＤＮＡ（DeoxyriboNucleic Acid）
・ヒトは、約２５,０００個の遺伝子を持つ。
・動物の先輩である植物は、４０,０００個以上の遺伝子を持つ。
※遺伝子：実在が確かめられているタンパク質に対応するＤＮＡ配列。
（参 照）「遺伝子の数え方」福岡 伸一
http://www.sotokoto.net/jp/essay/?id=26
・人間のひとつの細胞中のＤＮＡの長さは１．８メートル。（幅２ナノメートル）
※１ナノメートルは、１０-9メートル
・成人の血管の長さは約１０万キロメートル（１×１０５ｍ）。
※地球の直径は１２，７００キロメートル（１．２７×１０４ｍ）。
・一番大きい世界は、一番小さい世界の１０の６２乗倍
・人間とチンパンジーのＤＮＡは９８．５％一致している。
○生物の世界
・生物の世界というのは、何億年にもわたる偶然の積み重ね、試行錯誤の積み重ねでいまこうなっているということであって、こうなった必然性なんてない。 利根川進「精神と物質」
３０ What is the Universe？＋The history of cosmology【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
３０ What is the Universe？＋The history of cosmology【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
Q:Why does the universe exist in spite of trouble？
Q:Can a unified theory of the universe explain the universe accurately？
Q:Or we need the Creator？
Q:If so, the Creator gives the effect of something else in the universe？
Q:And who created the Creator？
Source: "Brief History of Time" Stephen William Hawking (issued April 15, 1995)
【The history of cosmology】
1895 William James(1842-1910) coined the term Multi-Universe(Multiverse).
1900 Max Karl Ernst Ludwig Planck(1858 -1947) advocated that the light, X-rays and other electromagnetic waves were released as a constant mass that he called quantum.
1905 Special relativity・・・Theory of electromagnetism that Albert Einstein（1879-1955） announced.
1913 Bohr's model(Niels Henrik David Bohr(1885-1962))・・・A pioneer of quantum mechanics (Old quantum theory).
・Electron is a wave.
・The length of the electrons orbit around the nucleus is an integer multiple of the electron wavelength (10 minus 10 square m).
(Bohr, de Broglie)
1915-1916 General theory of relativity（General relativity）(Einstein) [Electromagnetic force + gravity]
・Einstein explained that the gravity caused by the mass distort the space-time.
• When written in Newtonian mechanics the phenomenon of error increases (movement in the near to the speed of light or large gravitational field) can be correctly described.
• In general relativity, spacetime is expected never to stay inflated or deflated steady or the black hole is expected to forme when a large mass to concentrate on limited space.
1920s Quantum mechanics
・Atomic, electronic and electromagnetic waves have the characteristics of the particles and waves.
1922 Friedman found the expanding universe solutions in general relativity equations.
1925 Pauli exclusion principle
1926 Werner Heisenberg was put together the uncertainty principle.
※Uncertainty principle：It is a characteristic of the system, such as the wave. In knowing pair of physical properties (eg position and momentum) at the same time, there is a fundamental limit of accuracy.
1928 Dirac theory
・Either both consistent：theory of quantum mechanics and special relativity
・There is positron that is the partner of electron.
1929 Discovery of cosmic expansion(the redshift)（Edwin Powell Hubble）
1932 Discovery of positron
1934 Dark matter(Fritz Zwicky)
1948 －Big Bang model
－Quantum electrodynamics, QED [Electromagnetic force ]
• Electromagnetic interaction acting between charged particles, including electrons is caused by the transfer of particles called photons.
1957 Bryce Seligman DeWitt (1923–2004) coined the term many-worlds interpretation; MWI.
1964
・Peter Ware Higgs proposed the theory of generation of mass.
・Cosmic microwave background (radiation)（; CMB、CMBR）discovered.
1968 Weinberg-Salam theory [Electromagnetic force + Weak interaction]
1970 Penrose and Hawkins （co-authored paper）
・On the basis of the general relativity theory, they were finally prove that should there was a big bang singularity in the very early universe.
• In the singularity, the effect of small scale of quantum mechanics dealing can not be ignored.
• However, if you take into account the quantum effect, singularities disappear. ...?
1970s
・Only one force was present in the beginning of the universe, then, the force was divided into electromagnetic force, weak interaction, strong interaction and gravity, so physicists are trying to expresse these four forces in one form.
－Standard Model, SM [Electromagnetic force + Weak interaction（+ Strong interaction）] 【Reference】Ｎｏ．２２ Standard theory(Standard model)
－Grand unification theory or Grand unified theory、GUT[Electromagnetic force + Weak interaction+ Strong interaction]
【Reference】Ｎｏ．２４ Cosmology based on theory of elementary particles
The late 1970s －Quantum chromodynamics
【Reference】Ｎｏ．２２ Standard theory(Standard model)
1980s Cosmology based on theory of elementary particles
【Reference】Ｎｏ．２４ Cosmology based on theory of elementary particles
1981 Cosmic inflation Theory
1984 Superstring Theory [Electromagnetic force + Weak interaction＋Strong interaction ＋ Gravity] 【Reference】Ｎｏ．２６ Superstring Theory
1986~ Loop Quantum Gravity【Reference】Ｎｏ．２７ Loop Quantum Gravity
1993 Fritz Zwicky coined the term dark matter.
【Reference】Ｎｏ．１１ Dark Matter and Dark Energy
1995 M-theory[Electromagnetic force + Weak interaction＋Strong interaction ＋ Gravity] 【Reference】Ｎｏ．２８ M-theory
1998 Michael S. Turner coined the term dark energy.
【Reference】Ｎｏ．１１ Dark Matter and Dark Energy
Q:Why does the universe exist in spite of trouble？
Q:Can a unified theory of the universe explain the universe accurately？
Q:Or we need the Creator？
Q:If so, the Creator gives the effect of something else in the universe？
Q:And who created the Creator？
Source: "Brief History of Time" Stephen William Hawking (issued April 15, 1995)
【The history of cosmology】
1895 William James(1842-1910) coined the term Multi-Universe(Multiverse).
1900 Max Karl Ernst Ludwig Planck(1858 -1947) advocated that the light, X-rays and other electromagnetic waves were released as a constant mass that he called quantum.
1905 Special relativity・・・Theory of electromagnetism that Albert Einstein（1879-1955） announced.
1913 Bohr's model(Niels Henrik David Bohr(1885-1962))・・・A pioneer of quantum mechanics (Old quantum theory).
・Electron is a wave.
・The length of the electrons orbit around the nucleus is an integer multiple of the electron wavelength (10 minus 10 square m).
(Bohr, de Broglie)
1915-1916 General theory of relativity（General relativity）(Einstein) [Electromagnetic force + gravity]
・Einstein explained that the gravity caused by the mass distort the space-time.
• When written in Newtonian mechanics the phenomenon of error increases (movement in the near to the speed of light or large gravitational field) can be correctly described.
• In general relativity, spacetime is expected never to stay inflated or deflated steady or the black hole is expected to forme when a large mass to concentrate on limited space.
1920s Quantum mechanics
・Atomic, electronic and electromagnetic waves have the characteristics of the particles and waves.
1922 Friedman found the expanding universe solutions in general relativity equations.
1925 Pauli exclusion principle
1926 Werner Heisenberg was put together the uncertainty principle.
※Uncertainty principle：It is a characteristic of the system, such as the wave. In knowing pair of physical properties (eg position and momentum) at the same time, there is a fundamental limit of accuracy.
1928 Dirac theory
・Either both consistent：theory of quantum mechanics and special relativity
・There is positron that is the partner of electron.
1929 Discovery of cosmic expansion(the redshift)（Edwin Powell Hubble）
1932 Discovery of positron
1934 Dark matter(Fritz Zwicky)
1948 －Big Bang model
－Quantum electrodynamics, QED [Electromagnetic force ]
• Electromagnetic interaction acting between charged particles, including electrons is caused by the transfer of particles called photons.
1957 Bryce Seligman DeWitt (1923–2004) coined the term many-worlds interpretation; MWI.
1964
・Peter Ware Higgs proposed the theory of generation of mass.
・Cosmic microwave background (radiation)（; CMB、CMBR）discovered.
1968 Weinberg-Salam theory [Electromagnetic force + Weak interaction]
1970 Penrose and Hawkins （co-authored paper）
・On the basis of the general relativity theory, they were finally prove that should there was a big bang singularity in the very early universe.
• In the singularity, the effect of small scale of quantum mechanics dealing can not be ignored.
• However, if you take into account the quantum effect, singularities disappear. ...?
1970s
・Only one force was present in the beginning of the universe, then, the force was divided into electromagnetic force, weak interaction, strong interaction and gravity, so physicists are trying to expresse these four forces in one form.
－Standard Model, SM [Electromagnetic force + Weak interaction（+ Strong interaction）] 【Reference】Ｎｏ．２２ Standard theory(Standard model)
－Grand unification theory or Grand unified theory、GUT[Electromagnetic force + Weak interaction+ Strong interaction]
【Reference】Ｎｏ．２４ Cosmology based on theory of elementary particles
The late 1970s －Quantum chromodynamics
【Reference】Ｎｏ．２２ Standard theory(Standard model)
1980s Cosmology based on theory of elementary particles
【Reference】Ｎｏ．２４ Cosmology based on theory of elementary particles
1981 Cosmic inflation Theory
1984 Superstring Theory [Electromagnetic force + Weak interaction＋Strong interaction ＋ Gravity] 【Reference】Ｎｏ．２６ Superstring Theory
1986~ Loop Quantum Gravity【Reference】Ｎｏ．２７ Loop Quantum Gravity
1993 Fritz Zwicky coined the term dark matter.
【Reference】Ｎｏ．１１ Dark Matter and Dark Energy
1995 M-theory[Electromagnetic force + Weak interaction＋Strong interaction ＋ Gravity] 【Reference】Ｎｏ．２８ M-theory
1998 Michael S. Turner coined the term dark energy.
【Reference】Ｎｏ．１１ Dark Matter and Dark Energy
３０ 宇宙とは？＋宇宙論の歴史【宇宙とは】宇宙との対話
３０ 宇宙とは？＋宇宙論の歴史【宇宙とは】宇宙との対話
Ｑ：宇宙はなぜ、存在するという面倒なことをするのか？
Ｑ：統一理論には自分自身の存在をもたらすほど大きな強制力があるのか？
Ｑ：それとも創造主が必要なのか？
Ｑ：もしそうだとすれば、創造主は宇宙に何か他の影響も与えるのではなかろうか？
Ｑ：そして、創造主を創造したのはだれなのか？
出典：「ホーキング宇宙を語る」スティーブン・Ｗ・ホーキング（1995年4月15日発行）
(p.239)
【宇宙論の歴史】
１８９５年 ウィリアム・ジェームズ 多元宇宙という言葉を作る。
１９００年 マックス・プランク(1858 -1947) は、光、Ｘ線その他の電磁波は、量子と彼
が呼んだ一定のかたまりとして放出されると唱えた。
１９０５年 特殊相対性理論：アルベルト・アインシュタイン（1879-1955）が発表した
電磁気学の理論。[電磁気力]
１９１３年 ボーアの原子模型（ニールス・ボーア(1885-1962)）：電子は波で、原子核を回る軌道の長さは波長（１０のマイナス１０乗ｍ）の整数倍（ボーア、ド・ブロイ）
１９１５－１９１６年 一般相対性理論[電磁気力＋重力]
・質量が時空間を歪ませることによって、重力が生じることを説明した。
・ニュートン力学で記述すると誤差が大きくなる現象（光速度に近い運動や、大きな重力場における運動）を正しく記述できる。
・時空は膨張または収縮し、定常にとどまることがないこと、限られた空間に大きな質量が集中すると、光さえ脱出できないブラックホールが形成されることを予測した。
１９２０年代 量子力学
・原子・電子・電磁波は粒子としての特徴をもつと同時に波としての特徴をもつ。
１９２２ 年 フリードマンが一般相対論方程式の中に膨張宇宙解を見つけた。
１９２５年 パウリの排他原理
１９２６年 ヴェルナー・ハイゼンベルグが、不確定性原理をまとめあげた。
※不確定性原理：波のような系に備わっている特性。一対の物理的性質（例えば位置と運動量）を同時に知ることには、精度の根本的限界がある。
１９２８年 ディラック理論・・・量子力学と特殊相対性理論のどちらとも整合性のある理論
→電子にはパートナーとなる陽電子がある。
１９２９年 宇宙膨張（銀河の赤方遷移）の発見（エドウィン・パウエル・ハッブル）
１９３２年 陽電子の発見
１９３４年 暗黒物質（フリッツ・ツビッキー）
１９４８年－ビッグバン・モデル（ガモフ）
－量子電磁力学(Quantum electrodynamics, QED）[電磁気力]
・電子を始めとする荷電粒子間に働く電磁相互作用を光子という粒子の受け渡しにより説明した。
１９５７年 ブライス・デウィットが多世界解釈を提唱。
１９６４年
・ピーター・ヒッグスが質量の生成に関する理論を提唱した。
・宇宙マイクロ波背景放射の発見
１９６８年 ワインバーグ＝サラム理論[電磁気力＋弱い力]
１９７０年 ペンローズとホーキングの共著論文
：一般相対論が正しく、かつ宇宙が、われわれが現に観測しているのと同じ程度の物質を含んでさえいれば、宇宙のごく初期にはビッグバン特異点があったはずだということを最終的に証明した。
・特異点では、量子力学が扱う小さな尺度の効果が無視できなくなる。
・しかし、量子効果を考慮に入れると特異点は消え去る。・・・？
１９７０年代
・宇宙の始まりに存在したのは唯1つの力だけで、その後、電磁気力、弱い力、強い力、重力の四つに分かれたという考え方から、これら四つの力を一つの形で表して統一しようとしている。
○標準理論( Standard Model, SM) [電磁気力＋弱い力（＋強い力）]
【参照】Ｎｏ．２２ 標準理論（標準モデル）
○大統一理論(Grand unification theory or Grand unified theory、GUT）[電磁気力＋弱い力＋強い力] 【参照】Ｎｏ．２４ 素粒子論的宇宙論
１９７０年代後半 量子色力学【参照】Ｎｏ．２２ 標準理論
１９８１年 インフレーション理論
１９８４年 超弦理論(Superstring theory 1984) [電磁気力＋弱い力＋強い力＋重力]
【参照】Ｎｏ．２６ 超弦理論
１９８６年～ ループ量子重力理論【Reference】Ｎｏ．２７ ループ量子重力理論
１９９３年 フリッツ・ツビッキーが暗黒物質を提唱
【参照】Ｎｏ．１１ 暗黒物質と暗黒エネルギー
１９９５年 Ｍ理論[電磁気力＋弱い力＋強い力＋重力] 【参照】Ｎｏ．２８ Ｍ理論
１９９８年 マイケル・ターナー 暗黒エネルギーという言葉を作る。
【参照】Ｎｏ．１１ 暗黒物質と暗黒エネルギー
Ｑ：宇宙はなぜ、存在するという面倒なことをするのか？
Ｑ：統一理論には自分自身の存在をもたらすほど大きな強制力があるのか？
Ｑ：それとも創造主が必要なのか？
Ｑ：もしそうだとすれば、創造主は宇宙に何か他の影響も与えるのではなかろうか？
Ｑ：そして、創造主を創造したのはだれなのか？
出典：「ホーキング宇宙を語る」スティーブン・Ｗ・ホーキング（1995年4月15日発行）
(p.239)
【宇宙論の歴史】
１８９５年 ウィリアム・ジェームズ 多元宇宙という言葉を作る。
１９００年 マックス・プランク(1858 -1947) は、光、Ｘ線その他の電磁波は、量子と彼
が呼んだ一定のかたまりとして放出されると唱えた。
１９０５年 特殊相対性理論：アルベルト・アインシュタイン（1879-1955）が発表した
電磁気学の理論。[電磁気力]
１９１３年 ボーアの原子模型（ニールス・ボーア(1885-1962)）：電子は波で、原子核を回る軌道の長さは波長（１０のマイナス１０乗ｍ）の整数倍（ボーア、ド・ブロイ）
１９１５－１９１６年 一般相対性理論[電磁気力＋重力]
・質量が時空間を歪ませることによって、重力が生じることを説明した。
・ニュートン力学で記述すると誤差が大きくなる現象（光速度に近い運動や、大きな重力場における運動）を正しく記述できる。
・時空は膨張または収縮し、定常にとどまることがないこと、限られた空間に大きな質量が集中すると、光さえ脱出できないブラックホールが形成されることを予測した。
１９２０年代 量子力学
・原子・電子・電磁波は粒子としての特徴をもつと同時に波としての特徴をもつ。
１９２２ 年 フリードマンが一般相対論方程式の中に膨張宇宙解を見つけた。
１９２５年 パウリの排他原理
１９２６年 ヴェルナー・ハイゼンベルグが、不確定性原理をまとめあげた。
※不確定性原理：波のような系に備わっている特性。一対の物理的性質（例えば位置と運動量）を同時に知ることには、精度の根本的限界がある。
１９２８年 ディラック理論・・・量子力学と特殊相対性理論のどちらとも整合性のある理論
→電子にはパートナーとなる陽電子がある。
１９２９年 宇宙膨張（銀河の赤方遷移）の発見（エドウィン・パウエル・ハッブル）
１９３２年 陽電子の発見
１９３４年 暗黒物質（フリッツ・ツビッキー）
１９４８年－ビッグバン・モデル（ガモフ）
－量子電磁力学(Quantum electrodynamics, QED）[電磁気力]
・電子を始めとする荷電粒子間に働く電磁相互作用を光子という粒子の受け渡しにより説明した。
１９５７年 ブライス・デウィットが多世界解釈を提唱。
１９６４年
・ピーター・ヒッグスが質量の生成に関する理論を提唱した。
・宇宙マイクロ波背景放射の発見
１９６８年 ワインバーグ＝サラム理論[電磁気力＋弱い力]
１９７０年 ペンローズとホーキングの共著論文
：一般相対論が正しく、かつ宇宙が、われわれが現に観測しているのと同じ程度の物質を含んでさえいれば、宇宙のごく初期にはビッグバン特異点があったはずだということを最終的に証明した。
・特異点では、量子力学が扱う小さな尺度の効果が無視できなくなる。
・しかし、量子効果を考慮に入れると特異点は消え去る。・・・？
１９７０年代
・宇宙の始まりに存在したのは唯1つの力だけで、その後、電磁気力、弱い力、強い力、重力の四つに分かれたという考え方から、これら四つの力を一つの形で表して統一しようとしている。
○標準理論( Standard Model, SM) [電磁気力＋弱い力（＋強い力）]
【参照】Ｎｏ．２２ 標準理論（標準モデル）
○大統一理論(Grand unification theory or Grand unified theory、GUT）[電磁気力＋弱い力＋強い力] 【参照】Ｎｏ．２４ 素粒子論的宇宙論
１９７０年代後半 量子色力学【参照】Ｎｏ．２２ 標準理論
１９８１年 インフレーション理論
１９８４年 超弦理論(Superstring theory 1984) [電磁気力＋弱い力＋強い力＋重力]
【参照】Ｎｏ．２６ 超弦理論
１９８６年～ ループ量子重力理論【Reference】Ｎｏ．２７ ループ量子重力理論
１９９３年 フリッツ・ツビッキーが暗黒物質を提唱
【参照】Ｎｏ．１１ 暗黒物質と暗黒エネルギー
１９９５年 Ｍ理論[電磁気力＋弱い力＋強い力＋重力] 【参照】Ｎｏ．２８ Ｍ理論
１９９８年 マイケル・ターナー 暗黒エネルギーという言葉を作る。
【参照】Ｎｏ．１１ 暗黒物質と暗黒エネルギー
２９ The Parallel Universe【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
２９ The Parallel Universe【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
２９－１ Multiverse[1]
２９－１－１ Superstring theory and Brane cosmology
・In superstring theory we have 10 to 11-dimensional spacetime. (Dimensions that exceeds the 4-dimension are extra dimensions)
・Superstring theory suggests that the Big Bang there was many times. In other words, the universe is the multi instead of one, so that there are parallel universe.
• In the parallel universe, the laws of physics are different, but superstring theory's seems applicable.
・Graviton is to travel the extra dimensions, so parallel universe(braneworld) each other can communicate using a gravity wave. [2]
・Since all particles except graviton can not be separated from braneworld, it is not possible to replace the substances. [2]
• In this theory, it has assumed the collision of braneworlds and anti-braneworlds . [2]
・Black hole rotating at high speed collapses in a ring shape. The middle of the ring is likely to be the gateway to the parallel universe.[3]
２９－１－２ Inflation theory and multiple occurrence of universe (multi-production of universe) [2] [4]
・1982 Katsuhiko Sato other recommendations (p.226)
・Many mini-universe are produced from a unitary universe.
・Mini-universe are completely detached from its parent universe.
• To make the child the universe there is a need to take inflation artificially.
• It is made possible by making a large area of highly vacuum energy in the universe.
・However, there is a need to pull heat well.
・Since vacuum energy remains slightly in the current universe, it can be expected that multi-universe is born naturally when vacuum energy undergoes a phase transition.
２９－１－３ Real universe and Imaginary universe：Structure of the universe☆(2015)
・If the universe (the Real universe) including the Milky Way galaxy was born from a quantum fluctuation, the universe (the Imaginary universe) including quantum fluctuations is assumed on the outside.
・In the Imaginary universe it can be estimated to exist other universe(Parallel universe) born from quantum fluctuations.
☆From the birth of the Real universe to Big Bang
• If the quantum fluctuation does not exceed the threshold, the resulting pair of substance and antimatter within the fluctuation disappears. = The Real universe is not born.
• When the quantum fluctuation exceeds a threshold value, the symmetry of matter and anti-matter brakes, and antimatter is to rapidly expand the space-time after 1e-36 seconds. ( The size of the Real universe (1e-27m) is much smaller than atom (1e-10m) ⇒3 millimeters (1e-3m): The Inflation: inflation rate is 60-fold of light speed.)
(In the reverse case, the Real universe is not born because space-time collapses.)
- Immediately after that, (1e-36 seconds after → 1e-32 seconds after) substance of high temperature causes the Big Bang.
(The size of the Real universe : 3 mm (1e-3m) ⇒10cm (1e-1m))
☆The structure of the Real universe
・Since the outside of the Real universe is made up of antimatter, and it is also the same as the outside of parallel universe, they repel each other.
☆Future of the Real universe
- The Real universe will evaporate at the end of continuing expansion. = Disappearance of the result of a large fluctuation that occurred in the Imaginary universe
• Before evaporation, the outer shell of antimatter in the Real universe will become brittle, and if it conflicts with other parallel universe, both universe will collapse.
・That is, if the matter that was scattered by the collision of the other two parallel universes collides with the outer shell of the Real universe, we might be able to measure it in quantum.
２９－２ Multiverse and Anthropic principle [5]
・In most multiverse, human beings are not born.
・For example・・・
・・・Even if just a little different from the electromagnetic force and the strong force of the four forces of nature, there is no fact that carbon is synthesized in the interior of the star.
・・・In the four-dimensional universe, because gravity and electromagnetic force is inversely proportional to the cube of the distance, the structure of galaxies and planetary systems or the structure of the atom becomes unstable.
・In other words・・・
・This universe is beautifully designed as if it was trying to present human. : Anthropic principle
２９－３ Communication between the parallel universes
・In M-theory, it has to be capable of interacting with other universe through gravity. [1] [2]
２９－４ Observation
・At NASA's Jet Propulsion Laboratory and ESA plans to observe the gravity of parallel universe using Laser Interferometer Space Antenna (LISA), in 2035. [6]
【Reference】
1. Space.com／”5 Reasons We May Live in a Multiverse”20121207
http://www.space.com/18811-multiple-universes-5-theories.html
2. 「気が遠くなる未来の宇宙のはなし(The story of the future of the universe mind-boggling)」Ktsuhiko Sato(2013)
3. Michio Kaku / New York incandescent classroom " amazing prophecy of "Theory of Everything;TOE"" 20150403
4. Multi-production of universes by first-order phase transition of a vacuum
http://adsabs.harvard.edu/abs/1982PhLB..108..103S
5. Wikipedia：Anthropic principle
6. LISA Project Office
http://lisa.nasa.gov/
２９－１ Multiverse[1]
２９－１－１ Superstring theory and Brane cosmology
・In superstring theory we have 10 to 11-dimensional spacetime. (Dimensions that exceeds the 4-dimension are extra dimensions)
・Superstring theory suggests that the Big Bang there was many times. In other words, the universe is the multi instead of one, so that there are parallel universe.
• In the parallel universe, the laws of physics are different, but superstring theory's seems applicable.
・Graviton is to travel the extra dimensions, so parallel universe(braneworld) each other can communicate using a gravity wave. [2]
・Since all particles except graviton can not be separated from braneworld, it is not possible to replace the substances. [2]
• In this theory, it has assumed the collision of braneworlds and anti-braneworlds . [2]
・Black hole rotating at high speed collapses in a ring shape. The middle of the ring is likely to be the gateway to the parallel universe.[3]
２９－１－２ Inflation theory and multiple occurrence of universe (multi-production of universe) [2] [4]
・1982 Katsuhiko Sato other recommendations (p.226)
・Many mini-universe are produced from a unitary universe.
・Mini-universe are completely detached from its parent universe.
• To make the child the universe there is a need to take inflation artificially.
• It is made possible by making a large area of highly vacuum energy in the universe.
・However, there is a need to pull heat well.
・Since vacuum energy remains slightly in the current universe, it can be expected that multi-universe is born naturally when vacuum energy undergoes a phase transition.
２９－１－３ Real universe and Imaginary universe：Structure of the universe☆(2015)
・If the universe (the Real universe) including the Milky Way galaxy was born from a quantum fluctuation, the universe (the Imaginary universe) including quantum fluctuations is assumed on the outside.
・In the Imaginary universe it can be estimated to exist other universe(Parallel universe) born from quantum fluctuations.
☆From the birth of the Real universe to Big Bang
• If the quantum fluctuation does not exceed the threshold, the resulting pair of substance and antimatter within the fluctuation disappears. = The Real universe is not born.
• When the quantum fluctuation exceeds a threshold value, the symmetry of matter and anti-matter brakes, and antimatter is to rapidly expand the space-time after 1e-36 seconds. ( The size of the Real universe (1e-27m) is much smaller than atom (1e-10m) ⇒3 millimeters (1e-3m): The Inflation: inflation rate is 60-fold of light speed.)
(In the reverse case, the Real universe is not born because space-time collapses.)
- Immediately after that, (1e-36 seconds after → 1e-32 seconds after) substance of high temperature causes the Big Bang.
(The size of the Real universe : 3 mm (1e-3m) ⇒10cm (1e-1m))
☆The structure of the Real universe
・Since the outside of the Real universe is made up of antimatter, and it is also the same as the outside of parallel universe, they repel each other.
☆Future of the Real universe
- The Real universe will evaporate at the end of continuing expansion. = Disappearance of the result of a large fluctuation that occurred in the Imaginary universe
• Before evaporation, the outer shell of antimatter in the Real universe will become brittle, and if it conflicts with other parallel universe, both universe will collapse.
・That is, if the matter that was scattered by the collision of the other two parallel universes collides with the outer shell of the Real universe, we might be able to measure it in quantum.
２９－２ Multiverse and Anthropic principle [5]
・In most multiverse, human beings are not born.
・For example・・・
・・・Even if just a little different from the electromagnetic force and the strong force of the four forces of nature, there is no fact that carbon is synthesized in the interior of the star.
・・・In the four-dimensional universe, because gravity and electromagnetic force is inversely proportional to the cube of the distance, the structure of galaxies and planetary systems or the structure of the atom becomes unstable.
・In other words・・・
・This universe is beautifully designed as if it was trying to present human. : Anthropic principle
２９－３ Communication between the parallel universes
・In M-theory, it has to be capable of interacting with other universe through gravity. [1] [2]
２９－４ Observation
・At NASA's Jet Propulsion Laboratory and ESA plans to observe the gravity of parallel universe using Laser Interferometer Space Antenna (LISA), in 2035. [6]
【Reference】
1. Space.com／”5 Reasons We May Live in a Multiverse”20121207
http://www.space.com/18811-multiple-universes-5-theories.html
2. 「気が遠くなる未来の宇宙のはなし(The story of the future of the universe mind-boggling)」Ktsuhiko Sato(2013)
3. Michio Kaku / New York incandescent classroom " amazing prophecy of "Theory of Everything;TOE"" 20150403
4. Multi-production of universes by first-order phase transition of a vacuum
http://adsabs.harvard.edu/abs/1982PhLB..108..103S
5. Wikipedia：Anthropic principle
6. LISA Project Office
http://lisa.nasa.gov/
２９ 並行宇宙【宇宙とは】宇宙との対話
２９ 並行宇宙【宇宙とは】宇宙との対話
２９－１ 多元宇宙（マルチバース）論[1][2]
２９－１－１ 超弦理論とブレーン（薄膜）宇宙モデル(p.229)
・超弦理論では時空は１０ないし１１次元としている。（４次元を超える次元は余剰次元）[6]
・複数の膜宇宙（ブレーン宇宙）：並行宇宙の存在。（サスキンドによると１０＾２００個）[6]
・これらの宇宙では、次元の数や物理法則が異なる。[6]
・重力子は余剰次元を伝わるため、膜宇宙同士は重力波を使って交信可能。[6]
・重力子以外のすべての素粒子は膜宇宙から離れることはできないので、物質を交換することはできない。[6]
・膜宇宙や反膜宇宙の衝突を想定している。[6]
・高速で回転しているブラックホールはリング状につぶれる。そのリングの真ん中は並行宇宙へのゲートウエイとなる可能性がある。[3]
２９－１－２ インフレーション理論と宇宙の多重発生（マルチプロダクション）[6] [7]
・1982年 佐藤勝彦ほかの提言(p.226)
・宇宙から子ども宇宙が生まれる。
・子ども宇宙は親宇宙から完全に切り離されている。
・子ども宇宙を作るにはインフレーションを人工的に起こす必要がある。
・それは、宇宙の中で真空のエネルギーの高い、広い領域を作ることで可能となる。
・ただし、熱をうまく抜かないといけない。
・現在の宇宙にも真空のエネルギーはわずかに残っているので、この真空のエネルギーが相転移を起こす時に自然に子ども宇宙が生まれることが期待できる。
２９－１－３ 実宇宙と虚宇宙：宇宙の構造☆(2015)
・天の川銀河のある宇宙（実宇宙）が量子的揺らぎにより無から生まれたとすると、その外側には量子的揺らぎの存在する宇宙（虚宇宙）が存在すると想定せざるを得ない。
・虚宇宙には量子的ゆらぎから生まれた他の宇宙（並行宇宙）が存在するだろう。
☆実宇宙の誕生からビッグバン
・量子的揺らぎが閾値を超えなければ、揺らぎの内に生じた物質と反物質は対消滅する。＝実宇宙は生まれない。
・量子的揺らぎが閾値を超えると物質と反物質の対称性が破れ、1e－36秒後に反物質が急速に時空間を膨張させる。（原子(1e-10ｍ)よりはるかに小さい実宇宙（1e-27ｍ）⇒３ミリ程度（1e-3ｍ）：インフレーション：膨張速度は光速の６０倍超）
（これが逆だと時空は潰れてしまうので実宇宙は誕生しない。）
・その直後から（1e－36秒後→1e－32秒後）高温の物質はビッグバンを起こす。
（実宇宙の大きさ：３ミリ（1e-3ｍ）⇒１０ｃｍ（1e-1ｍ））
☆実宇宙の構造
・実宇宙の外側は反物資であり、並行宇宙の外側も反物質であることから、２つの宇宙は反発する。
☆実宇宙の未来
・実宇宙は膨張を続け蒸発する。＝虚宇宙に生じた大きな揺らぎの結果の消滅
・蒸発する前には、実宇宙の反物質の外殻は脆くなっており、他の並行宇宙と衝突すると、両方の宇宙が崩壊する。
・ということは、他の並行宇宙同士の衝突により飛散した物質が実宇宙の外殻に衝突すれば、量子的にそれを観測できるかもしれない。
２９－２ マルチバースと人間原理[8]
・マルチバースのほとんどでは、人間は生まれない。
・たとえば、・・・
・・・自然界の４つの力のうち電磁気力や強い力がほんの少し違っても、炭素が星の中で合成されない。
・・・空間が４次元の宇宙では、重力や電磁気力が距離の３乗に反比例するので、銀河や惑星系の構造、原子の構造が不安定になる。
・つまり・・・
・・・この宇宙は、まるで人間を生み出そうとしたかのように見事にデザインされている。:人間原理
２９－３ 並行宇宙間の交信
・重力波は次元を超えるので、超弦理論やＭ理論では、重力を通して他の宇宙と相互作用し得るとしている。[6] [1]
２９－４ 観測
・NASAのジェット推進研究所およびESAでは、2035年に、宇宙重力波望遠鏡（Laser Interferometer Space Antenna (LISA)：レーザー干渉計）を使って並行宇宙の重力を観測する予定だ。[4][5]
【参 考】
1. Wikipedia：多元宇宙論
2. Space.com／”5 Reasons We May Live in a Multiverse”20121207
http://www.space.com/18811-multiple-universes-5-theories.html
3. ミチオ・カク／ニューヨーク白熱教室「『万物の理論』の驚くべき予言」20150403
4. Wikipedia：宇宙重力波望遠鏡
5. LISA Project Office
http://lisa.nasa.gov/
6. 「気が遠くなる未来の宇宙のはなし」佐藤勝彦(2013年刊)
7. Multi-production of universes by first-order phase transition of a vacuum
http://adsabs.harvard.edu/abs/1982PhLB..108..103S
8. Wikipedia：人間原理
２９－１ 多元宇宙（マルチバース）論[1][2]
２９－１－１ 超弦理論とブレーン（薄膜）宇宙モデル(p.229)
・超弦理論では時空は１０ないし１１次元としている。（４次元を超える次元は余剰次元）[6]
・複数の膜宇宙（ブレーン宇宙）：並行宇宙の存在。（サスキンドによると１０＾２００個）[6]
・これらの宇宙では、次元の数や物理法則が異なる。[6]
・重力子は余剰次元を伝わるため、膜宇宙同士は重力波を使って交信可能。[6]
・重力子以外のすべての素粒子は膜宇宙から離れることはできないので、物質を交換することはできない。[6]
・膜宇宙や反膜宇宙の衝突を想定している。[6]
・高速で回転しているブラックホールはリング状につぶれる。そのリングの真ん中は並行宇宙へのゲートウエイとなる可能性がある。[3]
２９－１－２ インフレーション理論と宇宙の多重発生（マルチプロダクション）[6] [7]
・1982年 佐藤勝彦ほかの提言(p.226)
・宇宙から子ども宇宙が生まれる。
・子ども宇宙は親宇宙から完全に切り離されている。
・子ども宇宙を作るにはインフレーションを人工的に起こす必要がある。
・それは、宇宙の中で真空のエネルギーの高い、広い領域を作ることで可能となる。
・ただし、熱をうまく抜かないといけない。
・現在の宇宙にも真空のエネルギーはわずかに残っているので、この真空のエネルギーが相転移を起こす時に自然に子ども宇宙が生まれることが期待できる。
２９－１－３ 実宇宙と虚宇宙：宇宙の構造☆(2015)
・天の川銀河のある宇宙（実宇宙）が量子的揺らぎにより無から生まれたとすると、その外側には量子的揺らぎの存在する宇宙（虚宇宙）が存在すると想定せざるを得ない。
・虚宇宙には量子的ゆらぎから生まれた他の宇宙（並行宇宙）が存在するだろう。
☆実宇宙の誕生からビッグバン
・量子的揺らぎが閾値を超えなければ、揺らぎの内に生じた物質と反物質は対消滅する。＝実宇宙は生まれない。
・量子的揺らぎが閾値を超えると物質と反物質の対称性が破れ、1e－36秒後に反物質が急速に時空間を膨張させる。（原子(1e-10ｍ)よりはるかに小さい実宇宙（1e-27ｍ）⇒３ミリ程度（1e-3ｍ）：インフレーション：膨張速度は光速の６０倍超）
（これが逆だと時空は潰れてしまうので実宇宙は誕生しない。）
・その直後から（1e－36秒後→1e－32秒後）高温の物質はビッグバンを起こす。
（実宇宙の大きさ：３ミリ（1e-3ｍ）⇒１０ｃｍ（1e-1ｍ））
☆実宇宙の構造
・実宇宙の外側は反物資であり、並行宇宙の外側も反物質であることから、２つの宇宙は反発する。
☆実宇宙の未来
・実宇宙は膨張を続け蒸発する。＝虚宇宙に生じた大きな揺らぎの結果の消滅
・蒸発する前には、実宇宙の反物質の外殻は脆くなっており、他の並行宇宙と衝突すると、両方の宇宙が崩壊する。
・ということは、他の並行宇宙同士の衝突により飛散した物質が実宇宙の外殻に衝突すれば、量子的にそれを観測できるかもしれない。
２９－２ マルチバースと人間原理[8]
・マルチバースのほとんどでは、人間は生まれない。
・たとえば、・・・
・・・自然界の４つの力のうち電磁気力や強い力がほんの少し違っても、炭素が星の中で合成されない。
・・・空間が４次元の宇宙では、重力や電磁気力が距離の３乗に反比例するので、銀河や惑星系の構造、原子の構造が不安定になる。
・つまり・・・
・・・この宇宙は、まるで人間を生み出そうとしたかのように見事にデザインされている。:人間原理
２９－３ 並行宇宙間の交信
・重力波は次元を超えるので、超弦理論やＭ理論では、重力を通して他の宇宙と相互作用し得るとしている。[6] [1]
２９－４ 観測
・NASAのジェット推進研究所およびESAでは、2035年に、宇宙重力波望遠鏡（Laser Interferometer Space Antenna (LISA)：レーザー干渉計）を使って並行宇宙の重力を観測する予定だ。[4][5]
【参 考】
1. Wikipedia：多元宇宙論
2. Space.com／”5 Reasons We May Live in a Multiverse”20121207
http://www.space.com/18811-multiple-universes-5-theories.html
3. ミチオ・カク／ニューヨーク白熱教室「『万物の理論』の驚くべき予言」20150403
4. Wikipedia：宇宙重力波望遠鏡
5. LISA Project Office
http://lisa.nasa.gov/
6. 「気が遠くなる未来の宇宙のはなし」佐藤勝彦(2013年刊)
7. Multi-production of universes by first-order phase transition of a vacuum
http://adsabs.harvard.edu/abs/1982PhLB..108..103S
8. Wikipedia：人間原理
2015年10月28日水曜日
２８ M-theory【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
２８ M-theory【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
[Electromagnetic force + Weak interaction＋Strong interaction ＋ Gravity]
• Hypothesis theory of 11-dimensional (spatial dimension is 10, one time dimension) comprehensive the five superstring theory that is currently known.
・In M-theory membrane of two-dimensional and 5-dimensional I is considered as a component.
・While it is theoretically to be unified to represent the four force electromagnetic force, gravity, weak force, gravity in one form, this theory is the stage of mathematical hypothesis.
・The M in M-theory can stand for "magic", "mystery", or "matrix" according to taste, and the true meaning of the title should be decided when a more fundamental formulation of the theory is known.
[Electromagnetic force + Weak interaction＋Strong interaction ＋ Gravity]
• Hypothesis theory of 11-dimensional (spatial dimension is 10, one time dimension) comprehensive the five superstring theory that is currently known.
・In M-theory membrane of two-dimensional and 5-dimensional I is considered as a component.
・While it is theoretically to be unified to represent the four force electromagnetic force, gravity, weak force, gravity in one form, this theory is the stage of mathematical hypothesis.
・The M in M-theory can stand for "magic", "mystery", or "matrix" according to taste, and the true meaning of the title should be decided when a more fundamental formulation of the theory is known.
２８ Ｍ理論【宇宙とは】宇宙との対話
２８ Ｍ理論【宇宙とは】宇宙との対話
[電磁気力＋弱い力＋強い力＋重力]
・現在知られている５つの超弦理論を総合する１１次元（空間次元が１０個、時間次元が１個）の仮説理論。
・２次元や５次元の膜が構成要素と考えられている。
・電磁気力、重力、弱い力、重力の四つの力を一つの形で表して統一しようとする理論であるが、数学的な仮説の段階。
・Ｍは、マジック(Magic)、ミステリー(Mystery)、メンブレーン（membrane;膜、超弦理論における「ひも」の構成要素）など、その人の好きなものを意味する。
[電磁気力＋弱い力＋強い力＋重力]
・現在知られている５つの超弦理論を総合する１１次元（空間次元が１０個、時間次元が１個）の仮説理論。
・２次元や５次元の膜が構成要素と考えられている。
・電磁気力、重力、弱い力、重力の四つの力を一つの形で表して統一しようとする理論であるが、数学的な仮説の段階。
・Ｍは、マジック(Magic)、ミステリー(Mystery)、メンブレーン（membrane;膜、超弦理論における「ひも」の構成要素）など、その人の好きなものを意味する。
２７ Loop Quantum Gravity(LQG)【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
２７ Loop Quantum Gravity(LQG)【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
[Electromagnetic force + Weak interaction＋Strong interaction ＋ Gravity]
・LQG is an attempt to merge quantum mechanics and general relativity. [1]
○ Overview [1]
・Elementary particles for each type, the rotational speed takes the value of the discrete, as the basic number of Planck constant. For example, an electron rotates at half the speed of Planck constant.
＜Decide the direction of the space from the spin direction of the particle＞
・In the 1950s, by utilizing this principles of the spin, "the Spin network" theory which defines the direction of each point in space from the direction of the electron spin published by Penrose.
・As a specific method, the theory represents a material at a point, and represents the direction at a line, and make a constant volume by planes perpendicular to the line.
・The predicted size of this structure is the Planck length, which is approximately 10−35 meters.
・Space can be viewed as an extremely fine fabric or network "woven" of finite loops. These networks of loops are called spin networks.
・This change in spin network indicates the presence of gravity and elementary particles.
＜Loop quantum gravity theory creates space, gravity and substance at a time＞
・The evolution of a spin network over time is called a spin foam.
・Spin form changes discretely.
• The time difference is 1 Planck seconds of the change (10-43 seconds), and the time that people feel is what this very short time is stacked.
・The main output of LQG is a physical picture of space where space is granular. It has the same nature as the granularity of the photons in the quantum theory of electromagnetism and the discrete levels of the energy of the atoms.
・In string theory( a quantum theories of gravity) one generally starts with quantized excitations on top of a classically fixed background. This theory is thus described as background dependent. In contrast, loop quantum gravity, like general relativity, is manifestly background independent. [1]
・LQG is formulated in 4 dimensions and without supersymmetry. [1]
○ Problem [2]
・Quantum gravity effects are notoriously difficult to measure because the Planck length is so incredibly small. However recently physicists have started to consider the possibility of measuring quantum gravity effects, mostly from astrophysical observations and gravitational wave detectors. [1]
【Reference】
1. Wikipedia: Loop quantum gravity
2. Wikipedia:Quantum gravity (QG)
[Electromagnetic force + Weak interaction＋Strong interaction ＋ Gravity]
・LQG is an attempt to merge quantum mechanics and general relativity. [1]
○ Overview [1]
・Elementary particles for each type, the rotational speed takes the value of the discrete, as the basic number of Planck constant. For example, an electron rotates at half the speed of Planck constant.
＜Decide the direction of the space from the spin direction of the particle＞
・In the 1950s, by utilizing this principles of the spin, "the Spin network" theory which defines the direction of each point in space from the direction of the electron spin published by Penrose.
・As a specific method, the theory represents a material at a point, and represents the direction at a line, and make a constant volume by planes perpendicular to the line.
・The predicted size of this structure is the Planck length, which is approximately 10−35 meters.
・Space can be viewed as an extremely fine fabric or network "woven" of finite loops. These networks of loops are called spin networks.
・This change in spin network indicates the presence of gravity and elementary particles.
＜Loop quantum gravity theory creates space, gravity and substance at a time＞
・The evolution of a spin network over time is called a spin foam.
・Spin form changes discretely.
• The time difference is 1 Planck seconds of the change (10-43 seconds), and the time that people feel is what this very short time is stacked.
・The main output of LQG is a physical picture of space where space is granular. It has the same nature as the granularity of the photons in the quantum theory of electromagnetism and the discrete levels of the energy of the atoms.
・In string theory( a quantum theories of gravity) one generally starts with quantized excitations on top of a classically fixed background. This theory is thus described as background dependent. In contrast, loop quantum gravity, like general relativity, is manifestly background independent. [1]
・LQG is formulated in 4 dimensions and without supersymmetry. [1]
○ Problem [2]
・Quantum gravity effects are notoriously difficult to measure because the Planck length is so incredibly small. However recently physicists have started to consider the possibility of measuring quantum gravity effects, mostly from astrophysical observations and gravitational wave detectors. [1]
【Reference】
1. Wikipedia: Loop quantum gravity
2. Wikipedia:Quantum gravity (QG)
２７ ループ量子重力理論【宇宙とは】宇宙との対話
２７ ループ量子重力理論【宇宙とは】宇宙との対話
[電磁気力＋弱い力＋強い力＋重力]
・一般相対論と量子論を統合しようとする理論
○概要 [1][2]
・粒子は種類ごとに、プランク定数という数を基本として、その回転数は飛び飛びの値を取っている。例えば電子は、プランク定数の１／２の速度で回転している。
＜粒子のスピンの方向から、空間の方向を決める。＞
・１９５０年代に、このスピンの原理を利用して、電子のスピンの方向から、空間の各点の方向を定義する「スピンネットワーク」理論が、ペンローズによって発表された。
・具体的な方法としては物質を点で表し、方向性を線で表して、その線に垂直な面で一定の体積を作る。
・そのサイズはプランク長（10^-35ｍ）です。
・これを空間の最小単位（量子）として、方向を表す線をなぞって一周する（ループを描く）と空間の方向の変化が分かる。
・この理論で時空は、点と線を使ってグラフで表される。このグラフはスピンネットワークと呼ばれる。
・このスピンネットワークの変化が重力や素粒子の存在を示していると考える。
＜空間、重力、物質を一度に生み出し、表現できるのがループ量子重力理論の特徴＞
・スピンネットワークに時間を加えたものをスピンフォームと呼ぶ。
・スピンフォームは時計の秒針が動くように離散的に変化する。
・変化前と変化後の時間の差は1プランク秒（10-43秒）で、これが積もり積もって人が感じる時間となる。
・このようにループ量子重力理論では、時空は原子における電子配置のように離散的な値をとるものと考えられている。
・ループ量子重力理論と同じく量子重力理論の候補である超弦理論は、時空は背景場として最初からそこに存在するものとして定義しているが、ループ量子重力理論は、一般相対論と同様に理論自身が時空そのものを決定している。(背景独立性)
・ループ量子重力理論は、４次元で超対称性を用いずに展開できる。
○課題 [3]
・そもそも重力は自然界に存在する四つの力（基本相互作用）の中で最も弱く、量子化された重力が関係していると考えられる現象が現在到達できる天文学的観測や重力波の測定レベルでは観測されていない。
【参考】
１．教えて！ｇｏｏ
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/1474170.html
２．Wikipedia：ループ量子重力理論
３．Wikipedia：量子重力理論
[電磁気力＋弱い力＋強い力＋重力]
・一般相対論と量子論を統合しようとする理論
○概要 [1][2]
・粒子は種類ごとに、プランク定数という数を基本として、その回転数は飛び飛びの値を取っている。例えば電子は、プランク定数の１／２の速度で回転している。
＜粒子のスピンの方向から、空間の方向を決める。＞
・１９５０年代に、このスピンの原理を利用して、電子のスピンの方向から、空間の各点の方向を定義する「スピンネットワーク」理論が、ペンローズによって発表された。
・具体的な方法としては物質を点で表し、方向性を線で表して、その線に垂直な面で一定の体積を作る。
・そのサイズはプランク長（10^-35ｍ）です。
・これを空間の最小単位（量子）として、方向を表す線をなぞって一周する（ループを描く）と空間の方向の変化が分かる。
・この理論で時空は、点と線を使ってグラフで表される。このグラフはスピンネットワークと呼ばれる。
・このスピンネットワークの変化が重力や素粒子の存在を示していると考える。
＜空間、重力、物質を一度に生み出し、表現できるのがループ量子重力理論の特徴＞
・スピンネットワークに時間を加えたものをスピンフォームと呼ぶ。
・スピンフォームは時計の秒針が動くように離散的に変化する。
・変化前と変化後の時間の差は1プランク秒（10-43秒）で、これが積もり積もって人が感じる時間となる。
・このようにループ量子重力理論では、時空は原子における電子配置のように離散的な値をとるものと考えられている。
・ループ量子重力理論と同じく量子重力理論の候補である超弦理論は、時空は背景場として最初からそこに存在するものとして定義しているが、ループ量子重力理論は、一般相対論と同様に理論自身が時空そのものを決定している。(背景独立性)
・ループ量子重力理論は、４次元で超対称性を用いずに展開できる。
○課題 [3]
・そもそも重力は自然界に存在する四つの力（基本相互作用）の中で最も弱く、量子化された重力が関係していると考えられる現象が現在到達できる天文学的観測や重力波の測定レベルでは観測されていない。
【参考】
１．教えて！ｇｏｏ
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/1474170.html
２．Wikipedia：ループ量子重力理論
３．Wikipedia：量子重力理論
２６ Superstring Theory【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
２６ Superstring Theory【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
[Electromagnetic force + Weak interaction＋Strong interaction ＋ Gravity]
・The phenomenon and force in the microscopic world is can be explained by the quantum theory, and macroscopic gravity phenomenon is can be explained by the general theory of relativity.
・Since 1980, scientists around the world are working on the development of the superstring theory that unifies general theory of relativity and the quantum theory, and that theory can be explained from the microscopic to the macroscopic world.
・Quantum theory has poor compatibility with gravity, would have obtained a result of the contradiction to be fitting the quantum theory to gravity. Superstring theory is expected as candidates for the theory that can be understood gravity in the framework of the quantum theory.
・For example, if the (early) size of the universe is as small as a point, the energy becomes infinite. The point of this energy infinity is the singularity.
• In the singularity the space-time disappears, and all of the physical law does not hold.
• If the particle is made of a string as shown by the superstring theory, the singularity does not come out.
•The superstring theory can handle gravity like the other three forces by representing the elementary particles as vibrations of the strings.
• In addition, the theory is possible to combine fermions and bosons together by thinking of super symmetry.
・However, considering that there is super-symmetry, it is necessary to assume the partner particles obtained by inverting particles and antiparticles, as a result, the number of particles are more than 100 kinds.
・From the size of a "string" which this theory assumes being very small etc., the superstring theory has not acquired the status as an established theory of physics.
・The goal of the superstring theory is that it leads to observable predictions.
【Reference】
１．「宇宙の数学とは何か」Hirosi Ooguri（Fred Kavli Professor of Theoretical Physics and Mathematics. California Institute of Technology）
http://www.theory.caltech.edu/~ooguri/mathuniverse.pdf
２．「アインシュタインの夢と超弦理論」 基礎物理学研究所 江口徹教授
http://www.yomiuri.co.jp/osaka/feature/kansai1286328830436_02/news/20120113-OYT8T00978.htm
３．Wikipedia 一般相対性理論
○ According to the superstring theory, spatial dimension of 4-10 has been folded into very fine "Planck distance" (35 square minus 10 m) of magnitude.
○ In superstring theory, we do not know how to represent the membrane yet.
【Reference】Michio Kaku / New York incandescent classroom "Dream of Einstein " 20150403
＜Multiverse (Multi-Universe)＞
・Superstring theory suggests that the Big Bang there was many times. In other words, the universe is not one. It will be that the universe is multi and there are parallel universes.
• In the parallel universe, the laws of physics are different, but superstring theory's seems applicable.
【Reference】Ｎｏ．２９ The Parallel Universe
○Problem
・There is no experimental evidence to date that confirms string theory's predictions of supersymmetry and Kaluza–Klein extra dimensions.
【Reference】Wikipedia: Loop Quantum Gravity
[Electromagnetic force + Weak interaction＋Strong interaction ＋ Gravity]
・The phenomenon and force in the microscopic world is can be explained by the quantum theory, and macroscopic gravity phenomenon is can be explained by the general theory of relativity.
・Since 1980, scientists around the world are working on the development of the superstring theory that unifies general theory of relativity and the quantum theory, and that theory can be explained from the microscopic to the macroscopic world.
・Quantum theory has poor compatibility with gravity, would have obtained a result of the contradiction to be fitting the quantum theory to gravity. Superstring theory is expected as candidates for the theory that can be understood gravity in the framework of the quantum theory.
・For example, if the (early) size of the universe is as small as a point, the energy becomes infinite. The point of this energy infinity is the singularity.
• In the singularity the space-time disappears, and all of the physical law does not hold.
• If the particle is made of a string as shown by the superstring theory, the singularity does not come out.
•The superstring theory can handle gravity like the other three forces by representing the elementary particles as vibrations of the strings.
• In addition, the theory is possible to combine fermions and bosons together by thinking of super symmetry.
・However, considering that there is super-symmetry, it is necessary to assume the partner particles obtained by inverting particles and antiparticles, as a result, the number of particles are more than 100 kinds.
・From the size of a "string" which this theory assumes being very small etc., the superstring theory has not acquired the status as an established theory of physics.
・The goal of the superstring theory is that it leads to observable predictions.
【Reference】
１．「宇宙の数学とは何か」Hirosi Ooguri（Fred Kavli Professor of Theoretical Physics and Mathematics. California Institute of Technology）
http://www.theory.caltech.edu/~ooguri/mathuniverse.pdf
２．「アインシュタインの夢と超弦理論」 基礎物理学研究所 江口徹教授
http://www.yomiuri.co.jp/osaka/feature/kansai1286328830436_02/news/20120113-OYT8T00978.htm
３．Wikipedia 一般相対性理論
○ According to the superstring theory, spatial dimension of 4-10 has been folded into very fine "Planck distance" (35 square minus 10 m) of magnitude.
○ In superstring theory, we do not know how to represent the membrane yet.
【Reference】Michio Kaku / New York incandescent classroom "Dream of Einstein " 20150403
＜Multiverse (Multi-Universe)＞
・Superstring theory suggests that the Big Bang there was many times. In other words, the universe is not one. It will be that the universe is multi and there are parallel universes.
• In the parallel universe, the laws of physics are different, but superstring theory's seems applicable.
【Reference】Ｎｏ．２９ The Parallel Universe
○Problem
・There is no experimental evidence to date that confirms string theory's predictions of supersymmetry and Kaluza–Klein extra dimensions.
【Reference】Wikipedia: Loop Quantum Gravity
２６ 超弦理論【宇宙とは】宇宙との対話
２６ 超弦理論【宇宙とは】宇宙との対話
[電磁気力＋弱い力＋強い力＋重力]
・ミクロの世界で働く力やそこで起こる現象は量子論で、巨視的な重力現象は一般相対性理論で説明できるようになっている。
・そして、１９８０年頃から世界中の科学者が量子論と一般相対性理論を統一して、ミクロから巨視的な世界までを説明できる超弦理論の開発に取り組んでいる。
・量子論は重力との相性が悪く、量子論を重力に対して当てはめると矛盾した結果が得られてしまう。
・例えば、（初期の）宇宙のサイズが点のように小さいとすると、そのエネルギーは無限大になる。この無限大の点のことを特異点という。
・特異点では時間も空間も消滅し、すべての物理法則が成り立たない。
・超弦理論のように、素粒子は点ではなく、ひもでできていると考えると特異点が出てこない。
・超弦理論は、素粒子を弦の振動として表すことにより、重力を他の３つの力と同じように扱うことができる。
・また、超対称性を取り入れてフェルミオンとボソンを一つにまとめることができる。
・ただし、超対称性があると考えると、粒子と反粒子を反転したパートナー粒子を想定する必要があり、粒子の数は100種類を超える。
・この理論の想定する「ひも」の大きさが実証不可能に思えるほど小さい（プランク長程度とすると10のマイナス３５乗メートル）ことなどから、超弦理論は物理学の定説としての地位を得るには至っていない。
○われわれの身体に対する原子核の比より、原子核に対する「ひも」の比の方が小さい・・・小さすぎて、どんなことをやっても検証しようがない。「世にも美しい数学入門」藤原正彦／小川洋子(p.121)
【参 照】
１．「宇宙の数学とは何か」大栗博司（東京大学数物連携宇宙研究機構、カリフォルニア工科大学）
http://www.theory.caltech.edu/~ooguri/mathuniverse.pdf
２．「アインシュタインの夢と超弦理論」 基礎物理学研究所 江口徹教授
http://www.yomiuri.co.jp/osaka/feature/kansai1286328830436_02/news/20120113-OYT8T00978.htm
３．Wikipedia 一般相対性理論
○超弦理論によれば、４から１０までの空間次元はきわめて微小な「プランク距離」（１０のマイナス３５乗ｍ）の大きさに畳み込まれている。
○超弦理論では、メンブレンをどのように表現すればいいのかわかっていない。
【参 照】ミチオ・カク／ニューヨーク白熱教室「アインシュタインの夢」20150403
＜多元宇宙（マルチバース）＞
・超弦理論は、ビッグバンが何度もあったことを示唆する。つまり、宇宙は１つではなく多元であり、並行宇宙があるということになる。
・並行宇宙では、物理法則は異なるが、超弦理論は適用可能だそうだ。
【参 照】Ｎｏ．２８ 並行宇宙
○課題
・2013年4月のLHC実験では、超対称またはカルツァ - クライン余剰次元の証拠を見つけることができなかった。
【参考】Wikipedia: Loop Quantum Gravity
[電磁気力＋弱い力＋強い力＋重力]
・ミクロの世界で働く力やそこで起こる現象は量子論で、巨視的な重力現象は一般相対性理論で説明できるようになっている。
・そして、１９８０年頃から世界中の科学者が量子論と一般相対性理論を統一して、ミクロから巨視的な世界までを説明できる超弦理論の開発に取り組んでいる。
・量子論は重力との相性が悪く、量子論を重力に対して当てはめると矛盾した結果が得られてしまう。
・例えば、（初期の）宇宙のサイズが点のように小さいとすると、そのエネルギーは無限大になる。この無限大の点のことを特異点という。
・特異点では時間も空間も消滅し、すべての物理法則が成り立たない。
・超弦理論のように、素粒子は点ではなく、ひもでできていると考えると特異点が出てこない。
・超弦理論は、素粒子を弦の振動として表すことにより、重力を他の３つの力と同じように扱うことができる。
・また、超対称性を取り入れてフェルミオンとボソンを一つにまとめることができる。
・ただし、超対称性があると考えると、粒子と反粒子を反転したパートナー粒子を想定する必要があり、粒子の数は100種類を超える。
・この理論の想定する「ひも」の大きさが実証不可能に思えるほど小さい（プランク長程度とすると10のマイナス３５乗メートル）ことなどから、超弦理論は物理学の定説としての地位を得るには至っていない。
○われわれの身体に対する原子核の比より、原子核に対する「ひも」の比の方が小さい・・・小さすぎて、どんなことをやっても検証しようがない。「世にも美しい数学入門」藤原正彦／小川洋子(p.121)
【参 照】
１．「宇宙の数学とは何か」大栗博司（東京大学数物連携宇宙研究機構、カリフォルニア工科大学）
http://www.theory.caltech.edu/~ooguri/mathuniverse.pdf
２．「アインシュタインの夢と超弦理論」 基礎物理学研究所 江口徹教授
http://www.yomiuri.co.jp/osaka/feature/kansai1286328830436_02/news/20120113-OYT8T00978.htm
３．Wikipedia 一般相対性理論
○超弦理論によれば、４から１０までの空間次元はきわめて微小な「プランク距離」（１０のマイナス３５乗ｍ）の大きさに畳み込まれている。
○超弦理論では、メンブレンをどのように表現すればいいのかわかっていない。
【参 照】ミチオ・カク／ニューヨーク白熱教室「アインシュタインの夢」20150403
＜多元宇宙（マルチバース）＞
・超弦理論は、ビッグバンが何度もあったことを示唆する。つまり、宇宙は１つではなく多元であり、並行宇宙があるということになる。
・並行宇宙では、物理法則は異なるが、超弦理論は適用可能だそうだ。
【参 照】Ｎｏ．２８ 並行宇宙
○課題
・2013年4月のLHC実験では、超対称またはカルツァ - クライン余剰次元の証拠を見つけることができなかった。
【参考】Wikipedia: Loop Quantum Gravity
2015年10月27日火曜日
２５ Higgs Boson【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
２５ Higgs Boson【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
・Higgs Boson is particle that appeared after 10billionths of a second of the Big Bang, at a time the temperature dropped to quadrillion degrees, and gave mass to other elementary particles.
(Higgs boson is full of space, energy when the particle collides with the Higgs particle is its mass.)
１） If Higgs boson did not appear, then the other particles just fly around at the speed of light, and the substance was not born.
２） Light has no mass because it does not react with Higgs boson.
３） The amount that is expected is 62 square of 10 ％ of the energy of the entire universe
※Weak force and the electromagnetic force was the same force immediately after the universe birth.
... Higgs particles are related to this symmetry breaking.
○July 04, 2012, Conseil Europeenne pour la Reaherche Nucleaire (CERN, in Switzerland)announced that they discovered a new particle which they could believe it as Higgs boson.
Reference：４７NEWS
http://www.47news.jp/47topics/e/231399.php
・Higgs Boson is particle that appeared after 10billionths of a second of the Big Bang, at a time the temperature dropped to quadrillion degrees, and gave mass to other elementary particles.
(Higgs boson is full of space, energy when the particle collides with the Higgs particle is its mass.)
１） If Higgs boson did not appear, then the other particles just fly around at the speed of light, and the substance was not born.
２） Light has no mass because it does not react with Higgs boson.
３） The amount that is expected is 62 square of 10 ％ of the energy of the entire universe
※Weak force and the electromagnetic force was the same force immediately after the universe birth.
... Higgs particles are related to this symmetry breaking.
○July 04, 2012, Conseil Europeenne pour la Reaherche Nucleaire (CERN, in Switzerland)announced that they discovered a new particle which they could believe it as Higgs boson.
Reference：４７NEWS
http://www.47news.jp/47topics/e/231399.php
２５ ヒッグス粒子【宇宙とは】宇宙との対話
２５ ヒッグス粒子【宇宙とは】宇宙との対話
・・・１９６４年 ピーター・ヒッグス
・他の素粒子に質量を与える粒子。ビッグバンから、１００億分の１秒後、温度が千兆度に下がったときに現れた。
（ヒッグス粒子は宇宙に満ちており、ヒッグス粒子と衝突した時のエネルギーが、素粒子の質量になる。）
１） ヒッグス粒子が現われなかったら、他の素粒子は光速で飛び回るだけで、物質は生まれなかった。
２） 光はヒッグス粒子と反応しないため質量を持たない。
３） 予想される量は全宇宙のエネルギーの１０の６２乗％。
※弱い力と電磁気力は、宇宙誕生直後には同じ力だった。
・・・この対称性の破れにはヒッグス粒子が関係している。
○２０１２年７月４日 欧州合同原子核研究所（ＣＥＲＮ、スイス）は、ヒッグス粒子と見られる新粒子を発見したと発表した。
参照：４７NEWS
http://www.47news.jp/47topics/e/231399.php
・・・１９６４年 ピーター・ヒッグス
・他の素粒子に質量を与える粒子。ビッグバンから、１００億分の１秒後、温度が千兆度に下がったときに現れた。
（ヒッグス粒子は宇宙に満ちており、ヒッグス粒子と衝突した時のエネルギーが、素粒子の質量になる。）
１） ヒッグス粒子が現われなかったら、他の素粒子は光速で飛び回るだけで、物質は生まれなかった。
２） 光はヒッグス粒子と反応しないため質量を持たない。
３） 予想される量は全宇宙のエネルギーの１０の６２乗％。
※弱い力と電磁気力は、宇宙誕生直後には同じ力だった。
・・・この対称性の破れにはヒッグス粒子が関係している。
○２０１２年７月４日 欧州合同原子核研究所（ＣＥＲＮ、スイス）は、ヒッグス粒子と見られる新粒子を発見したと発表した。
参照：４７NEWS
http://www.47news.jp/47topics/e/231399.php
２４ Cosmology based on theory of elementary particles【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
２４ Cosmology based on theory of elementary particles【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
・The Big Bang model is explained by Cosmology based on theory of elementary particles.
・Elementary particle are explained by several kinds of symmetry in theory of elementary particles.
・Although it is assumed that there are an equivalent amount of substances and anti-matter in the universe from this, it is rare that anti-matter is observed.
・The asymmetry (that is, there is almost no anti-matter) of existence of the substance in the universe is one mystery in theory of elementary particles.
☆My idea
Since the fundamental power of anti-matter is repulsive force, it is thought that anti-matter was diffused at high speed rather than the substance after separation of gravity and antigravity (１０Ｅ－４４（ten to the minus 44th） second after the Big Bang).
○Grand unification theory or Grand unified theory、GUT
[Electromagnetic force + Weak interaction+ Strong interaction]
• This is the theory that unifies electromagnetic force, weak interaction and strong interaction. There is more than one model. However, this theory is incomplete.
• GUT is the basis of the Big Bang theory (inflationary universe).
○Inflation cosmology (Katsuhiko Sato, Alan Guth 1981): The theory is that space is the magnitude of 10 24-th power in the period from after 10 minus 36 square seconds immediately after birth until after 10 minus 34 square seconds.
※The size of the universe (1e-27m) is much smaller than atom (1e-10m).
⇒3 millimeters (1e-3m)
※The inflation rate is 60-fold of light speed.
＜Learn more＞
・In the unified field theory, vacuum phase transition is predicted.
・The vacuum before phase transition has a huge energy.
• After the vacuum phase transition, the energy causes the rapid expansion of the early universe of super-micro.
• Further, when the vacuum causes phase transition, the inflation expansion is completed.
・Huge energy is converted into heat. And it will be the whole universe to the ultra high. = Big Bang
• By inflation, some of the problems of big bang cosmology, which has been pointed out in the 1970s is resolved.
(Problems)
1－That the universe is observed is very flat. (Flatness problem)
2 －The universe is extremely uniform. (Horizon problem)
３－Phase defect of space in which exist in many models of grand unified theory (GUT) has been predicted is not observed at all. (Monopole problem)
【Reference】
1. 「気が遠くなる未来の宇宙のはなし(The story of the future of the universe mind-boggling)」Ktsuhiko Sato(2013)
・The Big Bang model is explained by Cosmology based on theory of elementary particles.
・Elementary particle are explained by several kinds of symmetry in theory of elementary particles.
・Although it is assumed that there are an equivalent amount of substances and anti-matter in the universe from this, it is rare that anti-matter is observed.
・The asymmetry (that is, there is almost no anti-matter) of existence of the substance in the universe is one mystery in theory of elementary particles.
☆My idea
Since the fundamental power of anti-matter is repulsive force, it is thought that anti-matter was diffused at high speed rather than the substance after separation of gravity and antigravity (１０Ｅ－４４（ten to the minus 44th） second after the Big Bang).
○Grand unification theory or Grand unified theory、GUT
[Electromagnetic force + Weak interaction+ Strong interaction]
• This is the theory that unifies electromagnetic force, weak interaction and strong interaction. There is more than one model. However, this theory is incomplete.
• GUT is the basis of the Big Bang theory (inflationary universe).
○Inflation cosmology (Katsuhiko Sato, Alan Guth 1981): The theory is that space is the magnitude of 10 24-th power in the period from after 10 minus 36 square seconds immediately after birth until after 10 minus 34 square seconds.
※The size of the universe (1e-27m) is much smaller than atom (1e-10m).
⇒3 millimeters (1e-3m)
※The inflation rate is 60-fold of light speed.
＜Learn more＞
・In the unified field theory, vacuum phase transition is predicted.
・The vacuum before phase transition has a huge energy.
• After the vacuum phase transition, the energy causes the rapid expansion of the early universe of super-micro.
• Further, when the vacuum causes phase transition, the inflation expansion is completed.
・Huge energy is converted into heat. And it will be the whole universe to the ultra high. = Big Bang
• By inflation, some of the problems of big bang cosmology, which has been pointed out in the 1970s is resolved.
(Problems)
1－That the universe is observed is very flat. (Flatness problem)
2 －The universe is extremely uniform. (Horizon problem)
３－Phase defect of space in which exist in many models of grand unified theory (GUT) has been predicted is not observed at all. (Monopole problem)
【Reference】
1. 「気が遠くなる未来の宇宙のはなし(The story of the future of the universe mind-boggling)」Ktsuhiko Sato(2013)
２４ 素粒子論的な宇宙論【宇宙とは】宇宙との対話
２４ 素粒子論的な宇宙論【宇宙とは】宇宙との対話
・・・１９８０年代～
・ビッグバン・モデルは素粒子論的な宇宙論で説明される。
・素粒子論の基本原理では、素粒子は数種類の対称性で説明される。
・このことから宇宙には物質と反物質が同じ量あると想定されるが、反物質は観測されることは稀である。
・ビッグバンでは物質と反物質が同じだけできたが、その反物質をニュートリノがほんの少しだけつまみ取るようにして、物質に変えたという考えもある。
参考：「宇宙は何でできているのか」村山 斉 (p.215)
・宇宙における物質の存在という非対称性（反物質がほとんどないということ）は、素粒子論におけるひとつの謎とされている。
☆考察
反物質の基本的な力は斥力であることから、重力・反重力の分離後（ビッグバンから１０のマイナス４４乗秒後）、反物質は物質よりも高速で拡散したと考えられる。
○大統一理論(Grand unification theory or Grand unified theory、GUT）
[電磁気力＋弱い力＋強い力]
・電磁気力、弱い力、強い力を統一する理論で、 幾つかのモデルが作られているが、未完成の理論。
・ビッグバン理論（インフレーション宇宙）の基礎となっている。
○インフレーション宇宙論（佐藤勝彦、アラン・グース 1981）
・宇宙は誕生直後の１０のマイナス３６乗秒後から１０のマイナス３４乗秒後までの間にその大きさが１０の２４乗倍になったとする理論。
※原子(1e-10ｍ)よりはるかに小さい実宇宙（1e-27ｍ）⇒３ミリ程度（1e-3ｍ）
※膨張速度は光速の６０倍超
＜もっと詳しく＞ [1]
・統一理論は真空の相転移を予言する。
・相転移を起こす前の真空は巨大なエネルギーを持つ。
・真空の相転移後、そのエネルギーが超ミクロの初期宇宙を急膨張させる。
・さらに真空が相転移を起こすとインフレーション膨張が終わる。
・巨大なエネルギーは熱に変わって宇宙全体を超高音にする。＝ビッグバン
・インフレーションによって、1970年代に指摘されていたビッグバン宇宙論のいくつかの問題点が解決される。
（問題点）
１ 観測される宇宙が極めて平坦であること（平坦性問題）
２ 宇宙が極めて一様であること（地平線問題）
３ 多くの大統一理論 (GUT) のモデルで存在が予言されている空間の位相欠陥が全く観測されないこと（モノポール問題）
【参考】
１．「気が遠くなる未来の宇宙のはなし」佐藤勝彦(2013年刊)
・・・１９８０年代～
・ビッグバン・モデルは素粒子論的な宇宙論で説明される。
・素粒子論の基本原理では、素粒子は数種類の対称性で説明される。
・このことから宇宙には物質と反物質が同じ量あると想定されるが、反物質は観測されることは稀である。
・ビッグバンでは物質と反物質が同じだけできたが、その反物質をニュートリノがほんの少しだけつまみ取るようにして、物質に変えたという考えもある。
参考：「宇宙は何でできているのか」村山 斉 (p.215)
・宇宙における物質の存在という非対称性（反物質がほとんどないということ）は、素粒子論におけるひとつの謎とされている。
☆考察
反物質の基本的な力は斥力であることから、重力・反重力の分離後（ビッグバンから１０のマイナス４４乗秒後）、反物質は物質よりも高速で拡散したと考えられる。
○大統一理論(Grand unification theory or Grand unified theory、GUT）
[電磁気力＋弱い力＋強い力]
・電磁気力、弱い力、強い力を統一する理論で、 幾つかのモデルが作られているが、未完成の理論。
・ビッグバン理論（インフレーション宇宙）の基礎となっている。
○インフレーション宇宙論（佐藤勝彦、アラン・グース 1981）
・宇宙は誕生直後の１０のマイナス３６乗秒後から１０のマイナス３４乗秒後までの間にその大きさが１０の２４乗倍になったとする理論。
※原子(1e-10ｍ)よりはるかに小さい実宇宙（1e-27ｍ）⇒３ミリ程度（1e-3ｍ）
※膨張速度は光速の６０倍超
＜もっと詳しく＞ [1]
・統一理論は真空の相転移を予言する。
・相転移を起こす前の真空は巨大なエネルギーを持つ。
・真空の相転移後、そのエネルギーが超ミクロの初期宇宙を急膨張させる。
・さらに真空が相転移を起こすとインフレーション膨張が終わる。
・巨大なエネルギーは熱に変わって宇宙全体を超高音にする。＝ビッグバン
・インフレーションによって、1970年代に指摘されていたビッグバン宇宙論のいくつかの問題点が解決される。
（問題点）
１ 観測される宇宙が極めて平坦であること（平坦性問題）
２ 宇宙が極めて一様であること（地平線問題）
３ 多くの大統一理論 (GUT) のモデルで存在が予言されている空間の位相欠陥が全く観測されないこと（モノポール問題）
【参考】
１．「気が遠くなる未来の宇宙のはなし」佐藤勝彦(2013年刊)
２３ Neutrino【What is the Universe？】Dialogue with the Universe[1]
２３ Neutrino【What is the Universe？】Dialogue with the Universe[1]
○A neutrino is an electrically neutral elementary particle with tiny mass. The neutrino (meaning "little neutral one" in Italian) is denoted by the Greek letter ν (nu). Neutrinos typically pass through normal matter unimpeded and undetected.
○Number of particles
・Comparing the number of particles in the universe, photons and neutrinos are overwhelmingly large.
Photons and neutrinos 10e+3 (300) particles／ｃｍ３
Protons and electrons 10e-6
Neutron 10e-7
Dark matter 10e-8
○ Neutrinos always have left-handed helicities (spins antiparallel to momenta) and all antineutrinos have right-handed helicities.
※Antineutrinos are very heavy. Particles with this much weight can not exist without going back to just after the universe began.
○Because antineutrinos and neutrinos are neutral particles, it is possible that they are actually the same particle.
○ By the way, neutrino is lighter than other nine fermions (particles that make up the substance).
Neutrino 1e-3～1e-1 (eV)
other nine fermions 1e+6～1e+12 (eV)
Higgs boson 1e+11 (126GeV)
○Immediately after the universe was born, Higgs bosons are flying around too much heat. Then, symmetry is maintained, weak force and the electromagnetic force behave in the same way. In such cases, quarks and neutrinos can change places with each other.
○Neutralino that is the lightest and stable particle in supersymmetric particles is one of the leading candidates for dark matter.
・Neutralino, that is the partner of photon and Z boson or the the Higgs particle, and that is electrically neutral. It's spin is 1/2. So neutralino particles is such as relatives of neutrino.
【References】
1.Wikipedia:Neutrino
○A neutrino is an electrically neutral elementary particle with tiny mass. The neutrino (meaning "little neutral one" in Italian) is denoted by the Greek letter ν (nu). Neutrinos typically pass through normal matter unimpeded and undetected.
○Number of particles
・Comparing the number of particles in the universe, photons and neutrinos are overwhelmingly large.
Photons and neutrinos 10e+3 (300) particles／ｃｍ３
Protons and electrons 10e-6
Neutron 10e-7
Dark matter 10e-8
○ Neutrinos always have left-handed helicities (spins antiparallel to momenta) and all antineutrinos have right-handed helicities.
※Antineutrinos are very heavy. Particles with this much weight can not exist without going back to just after the universe began.
○Because antineutrinos and neutrinos are neutral particles, it is possible that they are actually the same particle.
○ By the way, neutrino is lighter than other nine fermions (particles that make up the substance).
Neutrino 1e-3～1e-1 (eV)
other nine fermions 1e+6～1e+12 (eV)
Higgs boson 1e+11 (126GeV)
○Immediately after the universe was born, Higgs bosons are flying around too much heat. Then, symmetry is maintained, weak force and the electromagnetic force behave in the same way. In such cases, quarks and neutrinos can change places with each other.
○Neutralino that is the lightest and stable particle in supersymmetric particles is one of the leading candidates for dark matter.
・Neutralino, that is the partner of photon and Z boson or the the Higgs particle, and that is electrically neutral. It's spin is 1/2. So neutralino particles is such as relatives of neutrino.
【References】
1.Wikipedia:Neutrino
２３ ニュートリノ【宇宙とは】宇宙との対話
２３ ニュートリノ【宇宙とは】宇宙との対話
○ニュートリノ（イタリア語で小さな中世のもの：記号ν）：質量が非常に小さい粒子で、他の物質と出会ってもほとんど反応せず（電荷を持たず）に素通りする。
○粒子の数
・宇宙に広がる粒子の数を比べると、光子とニュートリノが圧倒的に多い。[1]
光子・ニュートリノ 10e+3 (300) 個／ｃｍ３
陽子・電子 10e-6
中性子 10e-7
暗黒物質 10e-8
○ニュートリノは左巻き、反ニュートリノは右巻きで重い。
※反ニュートリノは、トップクォークの重量に０が１３個つくほど重い。
これほどの重さを持つ粒子は、宇宙がはじまった直後まで遡らないとできない。[1]
○電荷を持たない粒子であるため、中性のパイ中間子のようにそれ自身が反粒子である可能性がある。ニュートリノの反粒子がニュートリノ自身と異なる粒子であるか否かは現在でも未解決の問題である。[2]
○ちなみに、ニュートリノは他の９つのフェルミオン（物質を構成する粒子）より軽い。[1]
ニュートリノ 1e-3～1e-1 (eV)
他の９つのフェルミオン 1e+6～1e+12 (eV)
ヒッグス粒子 1e+11 (126GeV)
○宇宙が誕生したばかりの頃は、ヒッグス粒子は熱すぎて飛び回っている。すると、対称性が保たれ、弱い力と電磁気力が同じようにふるまう。そのようなときは、クォークとニュートリノがお互いに入れ替わることができる。[1]
○超対称性粒子の中で一番軽いニュートラリーノは安定な粒子で、暗黒物質の有力候補の一つ。
・ニュートラリーノは、光子やＺボソン、ヒッグス粒子のパートナーで、電気的に中性でスピンが１／２なのでニュートリノの親戚のような粒子。
【参考】
１．「宇宙になぜ我々が存在するのか」村山 斉 2013年1月刊
２．Wikipedia：ニュートリノ
○ニュートリノ（イタリア語で小さな中世のもの：記号ν）：質量が非常に小さい粒子で、他の物質と出会ってもほとんど反応せず（電荷を持たず）に素通りする。
○粒子の数
・宇宙に広がる粒子の数を比べると、光子とニュートリノが圧倒的に多い。[1]
光子・ニュートリノ 10e+3 (300) 個／ｃｍ３
陽子・電子 10e-6
中性子 10e-7
暗黒物質 10e-8
○ニュートリノは左巻き、反ニュートリノは右巻きで重い。
※反ニュートリノは、トップクォークの重量に０が１３個つくほど重い。
これほどの重さを持つ粒子は、宇宙がはじまった直後まで遡らないとできない。[1]
○電荷を持たない粒子であるため、中性のパイ中間子のようにそれ自身が反粒子である可能性がある。ニュートリノの反粒子がニュートリノ自身と異なる粒子であるか否かは現在でも未解決の問題である。[2]
○ちなみに、ニュートリノは他の９つのフェルミオン（物質を構成する粒子）より軽い。[1]
ニュートリノ 1e-3～1e-1 (eV)
他の９つのフェルミオン 1e+6～1e+12 (eV)
ヒッグス粒子 1e+11 (126GeV)
○宇宙が誕生したばかりの頃は、ヒッグス粒子は熱すぎて飛び回っている。すると、対称性が保たれ、弱い力と電磁気力が同じようにふるまう。そのようなときは、クォークとニュートリノがお互いに入れ替わることができる。[1]
○超対称性粒子の中で一番軽いニュートラリーノは安定な粒子で、暗黒物質の有力候補の一つ。
・ニュートラリーノは、光子やＺボソン、ヒッグス粒子のパートナーで、電気的に中性でスピンが１／２なのでニュートリノの親戚のような粒子。
【参考】
１．「宇宙になぜ我々が存在するのか」村山 斉 2013年1月刊
２．Wikipedia：ニュートリノ
2015年10月26日月曜日
２２ Standard theory(Standard model)【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
２２ Standard theory(Standard model)【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
[Electromagnetic force + Weak interaction（＋Strong interaction]]
・Weinberg-Salam theory and quantumchromodynamics are the foundation of elementary particle physics, and are called standard theory or standard model.
・Standard theory is one of the theory for describing the three forces(electromagnetic force, weak force, strong force) in the same framework, but it is not a unified theory of the three forces.
・Particles of the standard model consists(17 types)
Fermi particles(fermions) constituting a substance(12 types :quark and lepton)
Gauge particles that mediate the force（４）
Higgs particles comprising the mass of the element（１）
= Substance and force are made of elementary particles.
・Force occurs at the catch of Bose particles (bosons).
○ Standard model
※Generation: It is only say that lined the respective sets in light order of mass. Elementary particles of the second generation and later present at the time of creation of the universe, it is not present in the current global.
※ Quarks make up hadrons (protons, neutrons), but do not have internal structure.
・Quark can not be observed unless a significant high-energy state, so its nature is not known yet well.
※The mass of the top quark is about 50 000 times the up quark. Weight of much gold atom.
※Neutrinos have tiny mass, and they are electrically neutral. So even met with other materials they pass through without reaction. The neutrino (meaning "little neutral one" in Italian) is denoted by the Greek letter ν (nu).
- Because neutrions are particles having no electric charge, they may themselves are anti-particles like π-mesons. [Wikipedia]
※Bosons mediate force, and not follow the Pauli exclusion principle, and can be packed in the same place any number.
（Atoms are stuck in the electromagnetic force.）
（Electromagnetic force is transmitted by the particles exchange photons.）
※Pauli exclusion principle：The two Fermi particles can not occupy the same quantum state.
（The two Fermi particles, in limitations impose the uncertainty principle, both the position and velocity can not be the same.）
・・・If assuming that this world has been created without the exclusion principle, quark would not have shaped the separate clearly defined protons and neutrons. And, they would not also be shaping the atom. Substantially uniform density "soup" would be present.
※Strong interaction：Electromagnetic force: Weak interaction: Gravity
＝１：10 to the power of minus 2 ：10 to the power of minus 5：10 to the power of minus 40
※Strong nuclear force and the weak nuclear force works only at a distance less than the diameter of the nucleus.
※Weak force and the electromagnetic force was the same force immediately after the universe birth.
... Higgs particles are related to this symmetry breaking.
※Fermion (material particles) and bosons (particles of force) is replaced by the quantum theoretic dimension.
○It is shown clearly that the dark matter occupies about 1/4 of the energy density of the universe. However, the particles which serve as a candidate of the dark matter do not exist in a standard model. Therefore, to ask elementary particle for the true character of the dark matter, extension of a standard model is required.
【Theory, etc.】
＜Electromagnetic force, weak force ...＞
1.Weinberg-Salam theory(WS theory) ,Electroweak unified theory (1967),
○In Weinberg-Salam theory, electromagnetic power and the weak power of appearing at the time of β disintegration[1] were unified by Gauge theory.
○According to gauge theory, the place, i.e. particles （gauge bosons） exists between the elementary particles which carry out an interaction.
○Gauge boson (weak boson (W boson, Z boson)) is mediating the weak power of collapsing a neutron (a radioactive decay and).
○In 1983, the accelerator of CERN in Geneva discovered W boson and Z boson.
【Gauge theory】
○A gauge theory[2] is a type of field theory in which the Lagrangian (the difference between the kinetic energy and potential energy) is invariant. [3]
(☆ Since kinetic energy is expressed by a negative, "difference" is the sum of the two energies.)
1) In Quantum Field Theory, fields form particles, and particles form fields, and particles are medium to convey the power of fields.
(As an example electromagnetic force acting between the electrons is caused by the exchange of photons. W and Z bosons mediate the weak force, gluons mediate the strong force. )[4]
2) Moreover, in a vacuum, the amount of the field is slightly vibrate. Complete "Void" does not exist. [4]
2. Cabibbo–Kobayashi–Maskawa matrix (1973), etc [5]
○ CP violation
If quarks are three generations, it can theoretically explain the CP violation.
← 3 is required for the CP symmetry is broken.
⇒ By CP violation, the matter is leaving without annihilation with particles (matter) and antiparticles (antimatter).
※ P: Parity Symmetry: In quantum physics, a parity transformation (also called parity inversion) is the flip in the sign of one spatial coordinate. That no physical laws change by switching right and left or up and down, is referred to as parity symmetry
※ C: Charge symmetry: Symmetry of particles and antiparticles. If C-symmetry is maintained, it can be converted between particles and antiparticles. Electromagnetism, gravity and the strong interaction all obey C-symmetry, but weak interactions violate C-symmetry.
＜ Strong force＞
1. Quantum chromodynamics, QCD late 1970s
・Since neutron without electric charge has the strong magnetic moment, physicists was forced to assume that hadron (proton, neutron) is constituted with smaller element.
・Now, hadron is considered as what consists of six kinds of quarks, and eight kinds of gluons which mediate strong interaction inside hadron.
・There are 3 colorred quarks,red, blue and green, and a white hadron will be formed if the three joins together.
・The word "color" is what imagined the three primary colors of light and was used figuratively.
• It is not possible to retrieve the quark in monochromatic.
・Quark is an energy, there is no form to quark.
・Quarks can be packed in the same place. (Do not follow the Pauli exclusion principle.)
・Quark produce a strong force by replacing the "color" (：Ironi：Bose particles = gluon).
・The force becomes stronger as the distance leaves.
・Placing the electrons of high energy protons, the force is weakened. And Quark is I appear to move.
【Reference】
1. In the changing process of neutron to the proton, electron (beta ray (β ray)) is released.
2. Wikipedia：Gauge theory
3. Wikipedia：ラグランジュ力学
4. Wikipedia：場の量子論
5. Wikipedia：Kobayashi–Maskawa matrix
○ The use of antimatter: PET (positron emission tomography)
・Positron is the antimatter of electron.
・Positron changes in energy by collisions with electron. We observe this energy as photon.
・A PET scan uses a small amount of radioactive material (tracer).
・It is possible to detect a rise in glucose metabolism levels in the tumor tissue by its tracer emits positrons.
[Electromagnetic force + Weak interaction（＋Strong interaction]]
・Weinberg-Salam theory and quantumchromodynamics are the foundation of elementary particle physics, and are called standard theory or standard model.
・Standard theory is one of the theory for describing the three forces(electromagnetic force, weak force, strong force) in the same framework, but it is not a unified theory of the three forces.
・Particles of the standard model consists(17 types)
Fermi particles(fermions) constituting a substance(12 types :quark and lepton)
Gauge particles that mediate the force（４）
Higgs particles comprising the mass of the element（１）
= Substance and force are made of elementary particles.
・Force occurs at the catch of Bose particles (bosons).
○ Standard model
※ Quarks make up hadrons (protons, neutrons), but do not have internal structure.
・Quark can not be observed unless a significant high-energy state, so its nature is not known yet well.
※The mass of the top quark is about 50 000 times the up quark. Weight of much gold atom.
※Neutrinos have tiny mass, and they are electrically neutral. So even met with other materials they pass through without reaction. The neutrino (meaning "little neutral one" in Italian) is denoted by the Greek letter ν (nu).
- Because neutrions are particles having no electric charge, they may themselves are anti-particles like π-mesons. [Wikipedia]
※Bosons mediate force, and not follow the Pauli exclusion principle, and can be packed in the same place any number.
（Atoms are stuck in the electromagnetic force.）
（Electromagnetic force is transmitted by the particles exchange photons.）
※Pauli exclusion principle：The two Fermi particles can not occupy the same quantum state.
（The two Fermi particles, in limitations impose the uncertainty principle, both the position and velocity can not be the same.）
・・・If assuming that this world has been created without the exclusion principle, quark would not have shaped the separate clearly defined protons and neutrons. And, they would not also be shaping the atom. Substantially uniform density "soup" would be present.
※Strong interaction：Electromagnetic force: Weak interaction: Gravity
＝１：10 to the power of minus 2 ：10 to the power of minus 5：10 to the power of minus 40
※Strong nuclear force and the weak nuclear force works only at a distance less than the diameter of the nucleus.
※Weak force and the electromagnetic force was the same force immediately after the universe birth.
... Higgs particles are related to this symmetry breaking.
※Fermion (material particles) and bosons (particles of force) is replaced by the quantum theoretic dimension.
○It is shown clearly that the dark matter occupies about 1/4 of the energy density of the universe. However, the particles which serve as a candidate of the dark matter do not exist in a standard model. Therefore, to ask elementary particle for the true character of the dark matter, extension of a standard model is required.
【Theory, etc.】
＜Electromagnetic force, weak force ...＞
1.Weinberg-Salam theory(WS theory) ,Electroweak unified theory (1967),
○In Weinberg-Salam theory, electromagnetic power and the weak power of appearing at the time of β disintegration[1] were unified by Gauge theory.
○According to gauge theory, the place, i.e. particles （gauge bosons） exists between the elementary particles which carry out an interaction.
○Gauge boson (weak boson (W boson, Z boson)) is mediating the weak power of collapsing a neutron (a radioactive decay and).
○In 1983, the accelerator of CERN in Geneva discovered W boson and Z boson.
【Gauge theory】
○A gauge theory[2] is a type of field theory in which the Lagrangian (the difference between the kinetic energy and potential energy) is invariant. [3]
(☆ Since kinetic energy is expressed by a negative, "difference" is the sum of the two energies.)
1) In Quantum Field Theory, fields form particles, and particles form fields, and particles are medium to convey the power of fields.
(As an example electromagnetic force acting between the electrons is caused by the exchange of photons. W and Z bosons mediate the weak force, gluons mediate the strong force. )[4]
2) Moreover, in a vacuum, the amount of the field is slightly vibrate. Complete "Void" does not exist. [4]
2. Cabibbo–Kobayashi–Maskawa matrix (1973), etc [5]
○ CP violation
If quarks are three generations, it can theoretically explain the CP violation.
← 3 is required for the CP symmetry is broken.
⇒ By CP violation, the matter is leaving without annihilation with particles (matter) and antiparticles (antimatter).
※ P: Parity Symmetry: In quantum physics, a parity transformation (also called parity inversion) is the flip in the sign of one spatial coordinate. That no physical laws change by switching right and left or up and down, is referred to as parity symmetry
※ C: Charge symmetry: Symmetry of particles and antiparticles. If C-symmetry is maintained, it can be converted between particles and antiparticles. Electromagnetism, gravity and the strong interaction all obey C-symmetry, but weak interactions violate C-symmetry.
＜ Strong force＞
1. Quantum chromodynamics, QCD late 1970s
・Since neutron without electric charge has the strong magnetic moment, physicists was forced to assume that hadron (proton, neutron) is constituted with smaller element.
・Now, hadron is considered as what consists of six kinds of quarks, and eight kinds of gluons which mediate strong interaction inside hadron.
・There are 3 colorred quarks,red, blue and green, and a white hadron will be formed if the three joins together.
・The word "color" is what imagined the three primary colors of light and was used figuratively.
• It is not possible to retrieve the quark in monochromatic.
・Quark is an energy, there is no form to quark.
・Quarks can be packed in the same place. (Do not follow the Pauli exclusion principle.)
・Quark produce a strong force by replacing the "color" (：Ironi：Bose particles = gluon).
・The force becomes stronger as the distance leaves.
・Placing the electrons of high energy protons, the force is weakened. And Quark is I appear to move.
【Reference】
1. In the changing process of neutron to the proton, electron (beta ray (β ray)) is released.
2. Wikipedia：Gauge theory
3. Wikipedia：ラグランジュ力学
4. Wikipedia：場の量子論
5. Wikipedia：Kobayashi–Maskawa matrix
○ The use of antimatter: PET (positron emission tomography)
・Positron is the antimatter of electron.
・Positron changes in energy by collisions with electron. We observe this energy as photon.
・A PET scan uses a small amount of radioactive material (tracer).
・It is possible to detect a rise in glucose metabolism levels in the tumor tissue by its tracer emits positrons.
２２ 標準理論（標準モデル）【宇宙とは】宇宙との対話
２２ 標準理論（標準モデル）【宇宙とは】宇宙との対話
[電磁気力＋弱い力（＋強い力）]
・電弱統一理論と量子色力学は、現代素粒子物理学の基礎であり、あわせて標準理論あるいは標準モデルと呼ばれている。
・標準理論は電磁気力、弱い力、強い力の３つの力を同じ枠組みで説明できるが、３つの力の統一理論ではない。
・標準模型の素粒子（１７種類）は物質を構成するフェルミ粒子(フェルミオン：クォークとレプトン：１２)、力を媒介するゲージ粒子（４）、質量の素になるヒッグス粒子（１）からなる。＝物質と力は素粒子からできている。
・力はボース粒子（ボソン）のキャッチボールで生じる。
○標準モデル
※世代とはそれぞれの組を、質量の軽い順に並べたというだけのもので、第２世代以降の素粒子は宇宙の創成時に存在し、現在の地球には存在しない。
※クォークはハドロン（陽子・中性子）を構成するが、内部構造を持たない。
・クォークは相当な高エネルギー状態でなければ観測できず、その性質はまだよくわかっていない。
※トップクォークの質量はアップクォークの約５万倍。金の原子くらいの重さ。
※ニュートリノ（イタリア語でニュートラルなもの、記号：ν（ニュー））は質量が非常に小さい粒子で、電荷を持たない。他の物質と出会っても反応せずに素通りする。
・電荷を持たない粒子であるため、中性のパイ中間子のようにそれ自身が反粒子である可能性がある。【Wikipedia】
※ボース粒子は力を媒介し、パウリの排他原理に従わず、同じ場所にいくらでも詰め込むことができる。
（・原子と原子は電磁気力でくっついている。）
（・電磁気力は粒子が光子を交換することで伝わる。)
※パウリの排他原理：二つのフェルミ粒子は同一の量子状態を占めることはできない。
（二つのフェルミ粒子は、不確定性原理の課する制限の中で、位置と速度の両方が同じになることができない。）
・・・もしこの世界が排他原理なしで創造されたとすれば、クォークは別々 の、はっきり確定した陽子と中性子を形づくらなかっただろう。そして、それらが電子といっしょになって別々の、はっきり確定された原子を形づくることもなかっただろう。原子はすべて崩壊して、 ほぼ一様な高密度の“スープ”を形づくったことだろう。
※強い力：電磁気力：弱い力：重力
＝１：１０のマイナス２乗：１０のマイナス５乗：１０のマイナス４０乗
※強い核力、弱い核力は原子核の直径よりも短い距離でしか働かない。
※弱い力と電磁気力は、宇宙誕生直後には同じ力だった。
・・・この対称性の破れにはヒッグス粒子が関係している。
※フェルミ粒子（物質粒子）とボース粒子（力の粒子）は量子論的な次元で入れ替わる。
○宇宙のエネルギー密度の約１／４を暗黒物質が占めていることが明らかになっているが、 標準模型には暗黒物質の候補となる粒子が存在しない。そのため、暗黒物質の正体を素粒子に求める場合は標準模型の拡張が必要である。
【理論等】
＜電磁気力・弱い力に関するもの＞
１．ワインバーグ＝サラム理論(Weinberg-Salam theory、WS理論 電弱統一理論 (1967）
○電磁気力と中性子が陽子に変化するベータ崩壊[1]のときに現れる弱い力をゲージ理論により統一した。（ゲージ：gauge 物差し）
○ ゲージ理論によれば、相互作用する素粒子には必ずそれをなかだちする場、すなわち粒子（ゲージ粒子、ex. ウィークボソン（Ｗ粒子、Ｚ粒子））が存在する。
○１９８３年、ジュネーブのＣＥＲＮの加速器は、Ｗ粒子とＺ粒子を発見した。
○ゲージ理論[2]とは、ラグランジアン（運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの差）が不変である系を扱う場の理論である。[3]
（☆運動エネルギーはマイナスで表現されることから、「差」は両エネルギーの和ということになる。）
１）場の量子論（Quantum Field Theory）では、場は粒子の形をし、粒子は場の形をし、粒子は場の力を伝える媒体となる。 [4]
（例として電子の間に働く電磁力は、光子の交換により生じる。ウィークボソンは弱い力を媒介し、グルーオンは強い力を媒介する。[4]
２）また、真空では、場の量は僅かに振動している。完全な「虚空」は存在しない。[4]
２．小林・益川理論(1973)[5]
○ＣＰ対称性の破れ
・アップクオークとダウンクオークが３世代６種類あるならば、ＣＰ対称性の破れを理論的に説明できる。←３であることがＣＰ対称性が破られるために必要。
⇒また、ＣＰ対称性が破れていることにより、粒子（物質）と反粒子（反物質）が対消滅せずに物質が残った。
※Ｐ：パリティ対称性：空間を反転させることをパリティ変換と言い。左右や上下を入れ替えても物理法則に変化がないことをパリティ対称性とよぶ。
※Ｃ：Ｃ対称性：荷電供役：粒子と反粒子の対称性のこと。Ｃ対称性が保たれていれば、粒子から反粒子に変換することができる。電磁気、重力、強い力は、C-対称性に従うが、弱い力はC-対称性に従わない。
＜強い力に関するもの＞
１．量子色力学(Quantum chromodynamics、QCD 1970年代後半）
・電荷を持たない中性子が強い磁気モーメントを持つことなどから、物理学者たちは、ハドロン（陽子、中性子）がより小さい要素により構成されていることを仮定せざるを得なくなった。
・現在では、ハドロンは、6種類のクォークとハドロン内部で強い相互作用をなかだちする8種類のグルーオン（英: gluon）から構成されるものとして考えられている。
・クォークには赤、青、緑の３色があり、３色のクォークが結合すると白色のハドロンを形成する。
・色という言葉は、光の三原色をイメージして比喩的に使ったもの。
＜その他クォーク関連＞
・クォークは、単色では取り出せない。
・クオークはエネルギーであり、形あるものではない。
・同じ所に詰め込める。（パウリの排他原則に従わない。）
・クォークは色荷（：ボース粒子＝グルーオン）を交換することで強い力を生む。
・その力は距離が離れるほど強くなる。
・高エネルギーの電子を陽子にぶつけると、その瞬間だけその力が弱くなりクオークが動いて見える。
【参 考】
１．中性子が陽子に変化する過程においては電子（ベータ線（β線））が放出される。
２．Wikipedia：ゲージ理論
３．Wikipedia：ラグランジュ力学
４．Wikipedia：場の量子論
５．Wikipedia：小林・益川理論
○反物質の利用例：PET（ポジトロン断層法）
・ポジトロンとは電子の反物質、陽電子のこと。
・陽電子は電子と出会うと消滅してエネルギーに変わる。このエネルギーを光子として観測する。
・陽電子を放出するトレーサーにより、腫瘍組織における糖代謝レベルの上昇を検出する。
[電磁気力＋弱い力（＋強い力）]
・電弱統一理論と量子色力学は、現代素粒子物理学の基礎であり、あわせて標準理論あるいは標準モデルと呼ばれている。
・標準理論は電磁気力、弱い力、強い力の３つの力を同じ枠組みで説明できるが、３つの力の統一理論ではない。
・標準模型の素粒子（１７種類）は物質を構成するフェルミ粒子(フェルミオン：クォークとレプトン：１２)、力を媒介するゲージ粒子（４）、質量の素になるヒッグス粒子（１）からなる。＝物質と力は素粒子からできている。
・力はボース粒子（ボソン）のキャッチボールで生じる。
○標準モデル
※クォークはハドロン（陽子・中性子）を構成するが、内部構造を持たない。
・クォークは相当な高エネルギー状態でなければ観測できず、その性質はまだよくわかっていない。
※トップクォークの質量はアップクォークの約５万倍。金の原子くらいの重さ。
※ニュートリノ（イタリア語でニュートラルなもの、記号：ν（ニュー））は質量が非常に小さい粒子で、電荷を持たない。他の物質と出会っても反応せずに素通りする。
・電荷を持たない粒子であるため、中性のパイ中間子のようにそれ自身が反粒子である可能性がある。【Wikipedia】
※ボース粒子は力を媒介し、パウリの排他原理に従わず、同じ場所にいくらでも詰め込むことができる。
（・原子と原子は電磁気力でくっついている。）
（・電磁気力は粒子が光子を交換することで伝わる。)
※パウリの排他原理：二つのフェルミ粒子は同一の量子状態を占めることはできない。
（二つのフェルミ粒子は、不確定性原理の課する制限の中で、位置と速度の両方が同じになることができない。）
・・・もしこの世界が排他原理なしで創造されたとすれば、クォークは別々 の、はっきり確定した陽子と中性子を形づくらなかっただろう。そして、それらが電子といっしょになって別々の、はっきり確定された原子を形づくることもなかっただろう。原子はすべて崩壊して、 ほぼ一様な高密度の“スープ”を形づくったことだろう。
※強い力：電磁気力：弱い力：重力
＝１：１０のマイナス２乗：１０のマイナス５乗：１０のマイナス４０乗
※強い核力、弱い核力は原子核の直径よりも短い距離でしか働かない。
※弱い力と電磁気力は、宇宙誕生直後には同じ力だった。
・・・この対称性の破れにはヒッグス粒子が関係している。
※フェルミ粒子（物質粒子）とボース粒子（力の粒子）は量子論的な次元で入れ替わる。
○宇宙のエネルギー密度の約１／４を暗黒物質が占めていることが明らかになっているが、 標準模型には暗黒物質の候補となる粒子が存在しない。そのため、暗黒物質の正体を素粒子に求める場合は標準模型の拡張が必要である。
【理論等】
＜電磁気力・弱い力に関するもの＞
１．ワインバーグ＝サラム理論(Weinberg-Salam theory、WS理論 電弱統一理論 (1967）
○電磁気力と中性子が陽子に変化するベータ崩壊[1]のときに現れる弱い力をゲージ理論により統一した。（ゲージ：gauge 物差し）
○ ゲージ理論によれば、相互作用する素粒子には必ずそれをなかだちする場、すなわち粒子（ゲージ粒子、ex. ウィークボソン（Ｗ粒子、Ｚ粒子））が存在する。
○１９８３年、ジュネーブのＣＥＲＮの加速器は、Ｗ粒子とＺ粒子を発見した。
○ゲージ理論[2]とは、ラグランジアン（運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの差）が不変である系を扱う場の理論である。[3]
（☆運動エネルギーはマイナスで表現されることから、「差」は両エネルギーの和ということになる。）
１）場の量子論（Quantum Field Theory）では、場は粒子の形をし、粒子は場の形をし、粒子は場の力を伝える媒体となる。 [4]
（例として電子の間に働く電磁力は、光子の交換により生じる。ウィークボソンは弱い力を媒介し、グルーオンは強い力を媒介する。[4]
２）また、真空では、場の量は僅かに振動している。完全な「虚空」は存在しない。[4]
２．小林・益川理論(1973)[5]
○ＣＰ対称性の破れ
・アップクオークとダウンクオークが３世代６種類あるならば、ＣＰ対称性の破れを理論的に説明できる。←３であることがＣＰ対称性が破られるために必要。
⇒また、ＣＰ対称性が破れていることにより、粒子（物質）と反粒子（反物質）が対消滅せずに物質が残った。
※Ｐ：パリティ対称性：空間を反転させることをパリティ変換と言い。左右や上下を入れ替えても物理法則に変化がないことをパリティ対称性とよぶ。
※Ｃ：Ｃ対称性：荷電供役：粒子と反粒子の対称性のこと。Ｃ対称性が保たれていれば、粒子から反粒子に変換することができる。電磁気、重力、強い力は、C-対称性に従うが、弱い力はC-対称性に従わない。
＜強い力に関するもの＞
１．量子色力学(Quantum chromodynamics、QCD 1970年代後半）
・電荷を持たない中性子が強い磁気モーメントを持つことなどから、物理学者たちは、ハドロン（陽子、中性子）がより小さい要素により構成されていることを仮定せざるを得なくなった。
・現在では、ハドロンは、6種類のクォークとハドロン内部で強い相互作用をなかだちする8種類のグルーオン（英: gluon）から構成されるものとして考えられている。
・クォークには赤、青、緑の３色があり、３色のクォークが結合すると白色のハドロンを形成する。
・色という言葉は、光の三原色をイメージして比喩的に使ったもの。
＜その他クォーク関連＞
・クォークは、単色では取り出せない。
・クオークはエネルギーであり、形あるものではない。
・同じ所に詰め込める。（パウリの排他原則に従わない。）
・クォークは色荷（：ボース粒子＝グルーオン）を交換することで強い力を生む。
・その力は距離が離れるほど強くなる。
・高エネルギーの電子を陽子にぶつけると、その瞬間だけその力が弱くなりクオークが動いて見える。
【参 考】
１．中性子が陽子に変化する過程においては電子（ベータ線（β線））が放出される。
２．Wikipedia：ゲージ理論
３．Wikipedia：ラグランジュ力学
４．Wikipedia：場の量子論
５．Wikipedia：小林・益川理論
○反物質の利用例：PET（ポジトロン断層法）
・ポジトロンとは電子の反物質、陽電子のこと。
・陽電子は電子と出会うと消滅してエネルギーに変わる。このエネルギーを光子として観測する。
・陽電子を放出するトレーサーにより、腫瘍組織における糖代謝レベルの上昇を検出する。
２１ The Big Bang model【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
２１ The Big Bang model【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
：The Big Bang model is the cosmology to which it is supposed that the universe began large expansion suddenly from one point extraordinarily smaller than one atom about 13,700 million years ago.
・It is 1/10 billion seconds after the Big Bang that materials which constitute the universe, such as nuclear particles (proton and neutron) and an electron, were produced. (←separation of electromagnetic power and weak power) = birth of the fundamental power of the universe.
※ The fundamental power of the universe
1) Electromagnetic power : power which connects a proton and an electron (a chemical reaction is based on electromagnetic power)
2) Gravity
3) Nuclear force : power which combines a proton and a neutron (it is what is called atomic power)
4) Weak power to which the radioactive decay of the neutron (β disintegration)
○The center of The Big Bang ：Only we know that the universe is accelerating expansion, we can not indicate where the center.
Reference：Wikipedia Big Bang
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%93%E3%83%83%E3%82%B0%E3%83%90%E3%83%B3
○Evidence of the Big Bang
1) Redshift ... All the galaxies are moving away from us.
※ Redshift： Phenomenon that the spectrum of the light from the observation target (including electromagnetic waves of all wavelengths not only visible light) shifts long wavelength side (closer to the red in the visible light).
【Reference】Measurement of redshift
edX／COSMOLOGY／Section 1: Space and Time／Worked Example 1
https://courses.edx.org/courses/ANUx/ANU-ASTRO4x/1T2015/courseware/4cf3892023314c59b175176b7d3ac179/d308a3640e2e479bb34dbc623ac88568/
※ edX: Free online course of Harvard University and Massachusetts Institute of Technology (MIT) (registration required)
2) The cosmic microwave background radiation (CMB) ... It had been predicted by the Big Bang theory.
※Phenomenon that microwave spectral 3K (the remnant of the Big Bang) is observed from all directions on the celestial sphere.
3) The presence ratio of light elements in the universe ... Prediction of the presence ratio of the light elements such as hydrogen and helium.
[f:id:studiogooda:20150506221437j:image]
Photo: Temperature fluctuations of the cosmic microwave background radiation by WMAP. (Appearance of the universe after about 40 million years of the Big Bang)
※WMAP（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe）is a spacecraft launched by NASA.
：The Big Bang model is the cosmology to which it is supposed that the universe began large expansion suddenly from one point extraordinarily smaller than one atom about 13,700 million years ago.
・It is 1/10 billion seconds after the Big Bang that materials which constitute the universe, such as nuclear particles (proton and neutron) and an electron, were produced. (←separation of electromagnetic power and weak power) = birth of the fundamental power of the universe.
※ The fundamental power of the universe
1) Electromagnetic power : power which connects a proton and an electron (a chemical reaction is based on electromagnetic power)
2) Gravity
3) Nuclear force : power which combines a proton and a neutron (it is what is called atomic power)
4) Weak power to which the radioactive decay of the neutron (β disintegration)
○The center of The Big Bang ：Only we know that the universe is accelerating expansion, we can not indicate where the center.
Reference：Wikipedia Big Bang
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%93%E3%83%83%E3%82%B0%E3%83%90%E3%83%B3
○Evidence of the Big Bang
1) Redshift ... All the galaxies are moving away from us.
※ Redshift： Phenomenon that the spectrum of the light from the observation target (including electromagnetic waves of all wavelengths not only visible light) shifts long wavelength side (closer to the red in the visible light).
【Reference】Measurement of redshift
edX／COSMOLOGY／Section 1: Space and Time／Worked Example 1
https://courses.edx.org/courses/ANUx/ANU-ASTRO4x/1T2015/courseware/4cf3892023314c59b175176b7d3ac179/d308a3640e2e479bb34dbc623ac88568/
※ edX: Free online course of Harvard University and Massachusetts Institute of Technology (MIT) (registration required)
2) The cosmic microwave background radiation (CMB) ... It had been predicted by the Big Bang theory.
※Phenomenon that microwave spectral 3K (the remnant of the Big Bang) is observed from all directions on the celestial sphere.
3) The presence ratio of light elements in the universe ... Prediction of the presence ratio of the light elements such as hydrogen and helium.
[f:id:studiogooda:20150506221437j:image]
Photo: Temperature fluctuations of the cosmic microwave background radiation by WMAP. (Appearance of the universe after about 40 million years of the Big Bang)
※WMAP（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe）is a spacecraft launched by NASA.
２１ ビッグバン・モデル【宇宙とは】宇宙との対話
２１ ビッグバン・モデル【宇宙とは】宇宙との対話
・・・１９４８年 ガモフ
：宇宙は約137億年前、１個の原子よりも桁違いに小さな１点から突然大膨張を始めたとする宇宙論。
・宇宙を構成する核子（陽子と中性子）、電子などの材料が生まれたのはビッグバンから百億分の１秒後（１０のマイナス１０秒後）。（←電磁気力と弱い力の分離）＝宇宙の基本的な力の誕生。
※宇宙の基本的な力
１） 電磁気力：陽子と電子を結びつける力（化学反応は電磁気力によるもの）
２） 重力
３） 核力：陽子と中性子を結合する力（いわゆる原子力）
４） 中性子を放射性崩壊（β崩壊）させる弱い力
○ビッグバンの中心：分かっているのは、宇宙は加速膨張していることだけで、どこが中心かを示すことはできない。
参照：Wikipedia ビッグバン
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%93%E3%83%83%E3%82%B0%E3%83%90%E3%83%B3
○ビッグバンの証拠
１）赤方偏移・・・すべての銀河は我々から遠ざかっている。
※赤方偏移：観測対象からの光（可視光だけでなく全ての波長の電磁波を含む）のスペクトルが長波長側（可視光で言うと赤に近い方）にずれる現象。
【参 考】赤方偏移の測定
edX／COSMOLOGY／Section 1: Space and Time／Worked Example 1
https://courses.edx.org/courses/ANUx/ANU-ASTRO4x/1T2015/courseware/4cf3892023314c59b175176b7d3ac179/d308a3640e2e479bb34dbc623ac88568/
※edX：ハーバード大学とマサチューセッツ工科大学（ＭＩＴ）の無料オンライン講座（要登録）
２）宇宙マイクロ波背景放射(CMB)・・・ビッグバン理論により予測されていた。
※天球上の全方向からスペクトル３Kのマイクロ波（ビッグバンの名残り）が観測される現象。
３）宇宙の軽元素の存在比・・・水素・ヘリウムなどの軽元素の存在比を予測。
[f:id:studiogooda:20150506221437j:image]
写真：WMAPによる宇宙マイクロ波背景放射の温度ゆらぎ。（ビッグバンの約40万年後の宇宙の姿）
※WMAP（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe: ウィルキンソン・マイクロ波異方性探査機）は アメリカ航空宇宙局 (NASA) が打ち上げた宇宙探査機。
・・・１９４８年 ガモフ
：宇宙は約137億年前、１個の原子よりも桁違いに小さな１点から突然大膨張を始めたとする宇宙論。
・宇宙を構成する核子（陽子と中性子）、電子などの材料が生まれたのはビッグバンから百億分の１秒後（１０のマイナス１０秒後）。（←電磁気力と弱い力の分離）＝宇宙の基本的な力の誕生。
※宇宙の基本的な力
１） 電磁気力：陽子と電子を結びつける力（化学反応は電磁気力によるもの）
２） 重力
３） 核力：陽子と中性子を結合する力（いわゆる原子力）
４） 中性子を放射性崩壊（β崩壊）させる弱い力
○ビッグバンの中心：分かっているのは、宇宙は加速膨張していることだけで、どこが中心かを示すことはできない。
参照：Wikipedia ビッグバン
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%93%E3%83%83%E3%82%B0%E3%83%90%E3%83%B3
○ビッグバンの証拠
１）赤方偏移・・・すべての銀河は我々から遠ざかっている。
※赤方偏移：観測対象からの光（可視光だけでなく全ての波長の電磁波を含む）のスペクトルが長波長側（可視光で言うと赤に近い方）にずれる現象。
【参 考】赤方偏移の測定
edX／COSMOLOGY／Section 1: Space and Time／Worked Example 1
https://courses.edx.org/courses/ANUx/ANU-ASTRO4x/1T2015/courseware/4cf3892023314c59b175176b7d3ac179/d308a3640e2e479bb34dbc623ac88568/
※edX：ハーバード大学とマサチューセッツ工科大学（ＭＩＴ）の無料オンライン講座（要登録）
２）宇宙マイクロ波背景放射(CMB)・・・ビッグバン理論により予測されていた。
※天球上の全方向からスペクトル３Kのマイクロ波（ビッグバンの名残り）が観測される現象。
３）宇宙の軽元素の存在比・・・水素・ヘリウムなどの軽元素の存在比を予測。
[f:id:studiogooda:20150506221437j:image]
写真：WMAPによる宇宙マイクロ波背景放射の温度ゆらぎ。（ビッグバンの約40万年後の宇宙の姿）
※WMAP（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe: ウィルキンソン・マイクロ波異方性探査機）は アメリカ航空宇宙局 (NASA) が打ち上げた宇宙探査機。
２０ Incompleteness Theorem【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
２０ Incompleteness Theorem【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
：The proposition which cannot judge correction exists.
・・・Gödel (Kurt Gödel, Austria 1906-78) proved in 1930.
・・・Then, Turing(Aan Mathison Turing, UK 1912-1954) proved that there is no unific method of confirming beforehand whether a certain proposition is a proposition which cannot judge truth.
Reference: 「世にも美しい数学入門」Masahiko Fujiwara／Youko Ogawa(p.147～151)
☆If there is a proposition which cannot confirm that verification is impossible and it is unverifiable, it can say, "Search is eternal."
・・・Although nothing may remain even if it continues search throughout life・・・
【Mathematical history】
About 7000 years ago Number was born. (Mankind began to group living.)
16th century Imaginary number is accepted.
・・・"Forgetting the mental anguish received with imaginary number, and merely introducing this." Gerolamo Cardano（Italy 1501～1576）
17th century Minus is accepted in Europe.
・・・Descartes draws a number line. René Descartes（France 1596～1650）
The first half of the 19th century An imaginary number is denoted by an axis of coordinates.：complex plane Carolus Fridericus Gauss（Germany 1777～1855）
1935 Gödel's Incompleteness Theorem
・・・Then, Turing(Aan Mathison Turing, UK 1912-1954) proved that there is no unific method of confirming beforehand whether a certain proposition is a proposition which cannot judge truth.
：The proposition which cannot judge correction exists.
・・・Gödel (Kurt Gödel, Austria 1906-78) proved in 1930.
・・・Then, Turing(Aan Mathison Turing, UK 1912-1954) proved that there is no unific method of confirming beforehand whether a certain proposition is a proposition which cannot judge truth.
Reference: 「世にも美しい数学入門」Masahiko Fujiwara／Youko Ogawa(p.147～151)
☆If there is a proposition which cannot confirm that verification is impossible and it is unverifiable, it can say, "Search is eternal."
・・・Although nothing may remain even if it continues search throughout life・・・
【Mathematical history】
About 7000 years ago Number was born. (Mankind began to group living.)
16th century Imaginary number is accepted.
・・・"Forgetting the mental anguish received with imaginary number, and merely introducing this." Gerolamo Cardano（Italy 1501～1576）
17th century Minus is accepted in Europe.
・・・Descartes draws a number line. René Descartes（France 1596～1650）
The first half of the 19th century An imaginary number is denoted by an axis of coordinates.：complex plane Carolus Fridericus Gauss（Germany 1777～1855）
1935 Gödel's Incompleteness Theorem
・・・Then, Turing(Aan Mathison Turing, UK 1912-1954) proved that there is no unific method of confirming beforehand whether a certain proposition is a proposition which cannot judge truth.
２０ 不完全性定理【数学の歴史】【宇宙とは】宇宙との対話
２０ 不完全性定理【数学の歴史】【宇宙とは】宇宙との対話
：正しいとも正しくないとも判定できない命題が存在する。
・・・1930年にゲーデル（オーストリア 1906－78）が証明した。
・・・その後、チューリングが、ある命題が真偽を判定できない命題であるかどうかを、あらかじめチェックする統一的な方法がないということを証明した。
「世にも美しい数学入門」藤原正彦／小川洋子(p.147～151)
☆検証不能であり、かつ検証不能なことをあらかじめチェックできない命題があるとすれ
ば、「探索は永遠である」ということになる。
・・・探索を一生続けても何も残らないかもしれないが、・・・
【数学の歴史】
約７０００年前 数字が誕生した。（人類が集団生活を始めた。）
１６世紀 虚数を認める
・・・「虚数によって受ける精神的苦痛は忘れ、ただこれを導入せよ」カルダノ（イタリア 1501～76）
１７世紀 ヨーロッパでマイナスが認められる・・・デカルトが数直線を描く
デカルト（仏 1596～1650）
１９世紀前半 座標軸で虚数を現す：複素平面 ガウス（独1777～1855）
1931年 不完全性定理 ゲーデル（オーストリア 1906－78）
・・・その後、チューリングが、ある命題が真偽を判定できない命題であるかどうかを、あらかじめチェックする統一的な方法がないということを証明した。
：正しいとも正しくないとも判定できない命題が存在する。
・・・1930年にゲーデル（オーストリア 1906－78）が証明した。
・・・その後、チューリングが、ある命題が真偽を判定できない命題であるかどうかを、あらかじめチェックする統一的な方法がないということを証明した。
「世にも美しい数学入門」藤原正彦／小川洋子(p.147～151)
☆検証不能であり、かつ検証不能なことをあらかじめチェックできない命題があるとすれ
ば、「探索は永遠である」ということになる。
・・・探索を一生続けても何も残らないかもしれないが、・・・
【数学の歴史】
約７０００年前 数字が誕生した。（人類が集団生活を始めた。）
１６世紀 虚数を認める
・・・「虚数によって受ける精神的苦痛は忘れ、ただこれを導入せよ」カルダノ（イタリア 1501～76）
１７世紀 ヨーロッパでマイナスが認められる・・・デカルトが数直線を描く
デカルト（仏 1596～1650）
１９世紀前半 座標軸で虚数を現す：複素平面 ガウス（独1777～1855）
1931年 不完全性定理 ゲーデル（オーストリア 1906－78）
・・・その後、チューリングが、ある命題が真偽を判定できない命題であるかどうかを、あらかじめチェックする統一的な方法がないということを証明した。
2015年10月25日日曜日
１９ Uncertainty principle【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
１９ Uncertainty principle【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
：The principle that the position and quantity of motion about a certain particle (for example, electron) can answer only according to probability on the level of quantum.
：The principle that the position and quantity of motion about a certain particle (for example, electron) can answer only according to probability on the level of quantum.
１９ 不確定性原理【宇宙とは】宇宙との対話
１９ 不確定性原理【宇宙とは】宇宙との対話
・・・１９２７年 ハイゼンベルク
：量子のレベルでは、ある粒子（たとえば電子）について、その位置と運動量は確率でしか答えられないという原理。
・・・１９２７年 ハイゼンベルク
：量子のレベルでは、ある粒子（たとえば電子）について、その位置と運動量は確率でしか答えられないという原理。
１８ Material wave（de Broglie wave）【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
１８ Material wave（de Broglie wave）【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
：On a submicroscopic level, there is no boundary strict between particles and wave.
→When existence is regarded as a wave motion, in physics, it is called a "place." For example, light is wave motion of an electric field and magnetic field.
※ The electron is wave.
※ And the length of orbit around the nucleus is an integer multiple of the wavelength (10 minus 10 square m).
※ It is impossible to determine the size of the electron.
※ It is under a very microscopic situation like an electron beam that the character as a wave is actually observed.
：On a submicroscopic level, there is no boundary strict between particles and wave.
→When existence is regarded as a wave motion, in physics, it is called a "place." For example, light is wave motion of an electric field and magnetic field.
※ The electron is wave.
※ And the length of orbit around the nucleus is an integer multiple of the wavelength (10 minus 10 square m).
※ It is impossible to determine the size of the electron.
※ It is under a very microscopic situation like an electron beam that the character as a wave is actually observed.
１８ 物質波（ド・ブロイ波（de Broglie wave））の理論【宇宙とは】宇宙との対話
１８ 物質波（ド・ブロイ波（de Broglie wave））の理論【宇宙とは】宇宙との対話
・・・１９２４年
：極微のレベルでは粒子と波との間に厳密な境界はない。
→波動として存在をとらえたとき、物理学ではそれを「場」と呼ぶ。たとえば光は電場と磁場の波動である。
※電子は波で（その大きさを求めることは不可能）、軌道の長さは波長（１０のマイナス１０乗ｍ）の整数倍。
※波としての性質が実際に観測されるのは、電子線のような極めて微視的な状況下。
・・・１９２４年
：極微のレベルでは粒子と波との間に厳密な境界はない。
→波動として存在をとらえたとき、物理学ではそれを「場」と呼ぶ。たとえば光は電場と磁場の波動である。
※電子は波で（その大きさを求めることは不可能）、軌道の長さは波長（１０のマイナス１０乗ｍ）の整数倍。
※波としての性質が実際に観測されるのは、電子線のような極めて微視的な状況下。
１７ Theory of Relativity（Albert Einstein）【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
１７ Theory of Relativity（Albert Einstein）【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
○The universe is a four-dimensional space-time consisting of three-dimensional space and time, and the space-time can shrink or elongate. (Special relativity [1])
○ The speed of light(electromagnetic wave) traveling space-time is constant. (Special relativity)
○ You can write the relationship of energy and mass and speed of light with following equation. (Special relativity)
Ｅ＝ｍｃ＾２
※ｃ＾２：raise c to the 4 power
（Ｅ：energy（J）、ｍ：mass（ｇ）、ｃ：speed of light（ｍ／ｓ））
○If the mass of the object which exercises reaches speed of light, it will become infinite. (Special relativity)
○The space-time is distorted. (General relativity[2])
○ The universe is expanding. (General relativity)
○ Black hole exists. (General relativity)
※ In accordance with Special relativity and General relativity, it is called Theory of relativity.
※ According to theory of relativity, the phenomenon in which an error becomes large if Newtonian mechanics describes (movement near the speed of light and movement in a big gravitational field) , can be described correctly.
【Reference】
1. Special relativity（1905）[Electromagnetic force ]
：The theory which dealt with the inertia system in the state where there is no gravity.
○The universe is the 4-dimensional world of time and space. The "space-time" seen from the watcher is a relative thing which is rectified by Lorentz transformation, and is extended or is shrunk.
○The length of a spacecraft is shrunk by a cross direction at a rate of.
(Ｖ: Motion speed, Ｃ：Light speed)
○At the system which exercises, compared with an external system, only is delayed in time.
2. General relativity [Electromagnetic force ＋ Gravity]
：Theory of gravity and space-time. （1915 - 1916）
• This theory described that gravity is generated by distortion of spacetime by mass.
・Genera relativity can properly describe phenomenon(ex. exercise close to light-speed, or movement in a large gravitational field) more than Newtonian mechanics.
・Generally relativity predicts that black hole is formed where large mass is concentrated in a limited space.
○ Einstein’s equation: If you assign the mass of the material such as a star or energy in the right-hand side, it is possible to calculate the curvature of space-time around the star.
Ｇμν＋Λｇμν＝κＴμν
※ Left-hand side: Curvature of space-time (Geometrical quantity representing the bending of space-time)
※ Right-hand side: The distribution of the substance field (substance and light)
・Ｇμν：Einstein tensor（Tensor represents the distortion)
・Λｇμν ： The cosmological constant
・κ ：Einstein's constant of gravitation
（κ＝８πＧ／ｃ＾４ （π：pi、Ｇ：Gravitational constant、c ：Speed of light））
※ｃ＾４：raise c to the 4 power
・Ｔμν：energy-momentum tensor
・μ, ν: Identify the coordinates of space-time.
○The universe is a four-dimensional space-time consisting of three-dimensional space and time, and the space-time can shrink or elongate. (Special relativity [1])
○ The speed of light(electromagnetic wave) traveling space-time is constant. (Special relativity)
○ You can write the relationship of energy and mass and speed of light with following equation. (Special relativity)
Ｅ＝ｍｃ＾２
※ｃ＾２：raise c to the 4 power
（Ｅ：energy（J）、ｍ：mass（ｇ）、ｃ：speed of light（ｍ／ｓ））
○If the mass of the object which exercises reaches speed of light, it will become infinite. (Special relativity)
○The space-time is distorted. (General relativity[2])
○ The universe is expanding. (General relativity)
○ Black hole exists. (General relativity)
※ In accordance with Special relativity and General relativity, it is called Theory of relativity.
※ According to theory of relativity, the phenomenon in which an error becomes large if Newtonian mechanics describes (movement near the speed of light and movement in a big gravitational field) , can be described correctly.
【Reference】
1. Special relativity（1905）[Electromagnetic force ]
：The theory which dealt with the inertia system in the state where there is no gravity.
○The universe is the 4-dimensional world of time and space. The "space-time" seen from the watcher is a relative thing which is rectified by Lorentz transformation, and is extended or is shrunk.
○The length of a spacecraft is shrunk by a cross direction at a rate of.
(Ｖ: Motion speed, Ｃ：Light speed)
○At the system which exercises, compared with an external system, only is delayed in time.
2. General relativity [Electromagnetic force ＋ Gravity]
：Theory of gravity and space-time. （1915 - 1916）
• This theory described that gravity is generated by distortion of spacetime by mass.
・Genera relativity can properly describe phenomenon(ex. exercise close to light-speed, or movement in a large gravitational field) more than Newtonian mechanics.
・Generally relativity predicts that black hole is formed where large mass is concentrated in a limited space.
○ Einstein’s equation: If you assign the mass of the material such as a star or energy in the right-hand side, it is possible to calculate the curvature of space-time around the star.
Ｇμν＋Λｇμν＝κＴμν
※ Left-hand side: Curvature of space-time (Geometrical quantity representing the bending of space-time)
※ Right-hand side: The distribution of the substance field (substance and light)
・Ｇμν：Einstein tensor（Tensor represents the distortion)
・Λｇμν ： The cosmological constant
・κ ：Einstein's constant of gravitation
（κ＝８πＧ／ｃ＾４ （π：pi、Ｇ：Gravitational constant、c ：Speed of light））
※ｃ＾４：raise c to the 4 power
・Ｔμν：energy-momentum tensor
・μ, ν: Identify the coordinates of space-time.
１７ 相対性理論（アルベルト・アインシュタイン）【宇宙とは】宇宙との対話
１７ 相対性理論（アルベルト・アインシュタイン）【宇宙とは】宇宙との対話
○宇宙は３次元の空間と時間という４次元の時空であり、空間と時間は伸びたり縮んだりする。（特殊相対性理論 [1]）
○時空を移動する光（電磁波）の速さは一定である。（特殊相対性理論）
○エネルギーと質量と光速の関係は次の式で書ける。
Ｅ＝ｍｃ＾２
※ｃ＾２：ｃの２乗
（Ｅ：エネルギー（J）、ｍ：質量（ｇ）、ｃ：光の速度（ｍ／ｓ））
○運動する物体の質量は光速に達すると無限大になる。（特殊相対性理論）
○時空は歪んでいる。（一般相対性理論[2]）
○宇宙は膨張している。（一般相対性理論）
○ブラックホールが存在する。（一般相対性理論）
※特殊相対性理論と一般相対性理論の２つの理論をあわせて相対性理論と呼ばれる。
※相対性理論では、ニュートン力学で記述すると誤差が大きくなる現象（光速度に近い運動や、大きな重力場における運動）を正しく記述できる。
【参 考】
１．特殊相対性理論（1905年）[電磁気力]
：電磁気学の理論。重力のない状態での慣性系を取り扱っている。
○観測者から見た「時空」は、ローレンツ変換により補正され、伸びたり縮んだりする相対的なもの。
○宇宙船の長さは前後方向に
の割合で縮む。
（Ｖ：運動する速度、Ｃ:光の速度）
○運動する系では、外部の系に比べて
だけ時間の進み方が遅れる。
２． 一般相対性理論（1915 - 1916年）[電磁気力＋重力]
：重力と時空の理論。
・質量が時空間を歪ませることによって、重力が生じることを説明した。
・ニュートン力学で記述すると誤差が大きくなる現象（光速度に近い運動や、大きな重力場における運動）を正しく記述できる。
・限られた空間に大きな質量が集中すると、ブラックホールが形成されることを予測した。
○アインシュタイン方程式（重力場の方程式）を使うと、星のような物質またはエネルギーを右辺に代入すれば、その星の周りの時空がどういう風に曲がっているかを読みとることができる。
Ｇμν＋Λｇμν＝κＴμν
※左辺は時空の曲率（時空の曲がりを表す幾何学量）
※右辺は物質場（物質や光）の分布
・ Ｇμν：アインシュタイン・テンソル（テンソルとは歪みを表すもの。）
・Λ ：宇宙定数。この項は宇宙項と呼ばれる。
アインシュタインは１９１７年に定常な宇宙を導くため、重力場方程式に宇宙項（：万有斥力）を加えた。
・κ ：アインシュタインの重力定数。
（万有引力定数 Ｇとκ＝８πＧ／ｃ＾４ の関係にある（π は円周率、c は光速））
※ｃ＾４：cの４乗(raise c to the 4 power)
・ Ｔμν：エネルギー・運動量テンソル。
・ 添え字μ，νは、それぞれ時空の座標を特定するもの。
○宇宙は３次元の空間と時間という４次元の時空であり、空間と時間は伸びたり縮んだりする。（特殊相対性理論 [1]）
○時空を移動する光（電磁波）の速さは一定である。（特殊相対性理論）
○エネルギーと質量と光速の関係は次の式で書ける。
Ｅ＝ｍｃ＾２
※ｃ＾２：ｃの２乗
（Ｅ：エネルギー（J）、ｍ：質量（ｇ）、ｃ：光の速度（ｍ／ｓ））
○運動する物体の質量は光速に達すると無限大になる。（特殊相対性理論）
○時空は歪んでいる。（一般相対性理論[2]）
○宇宙は膨張している。（一般相対性理論）
○ブラックホールが存在する。（一般相対性理論）
※特殊相対性理論と一般相対性理論の２つの理論をあわせて相対性理論と呼ばれる。
※相対性理論では、ニュートン力学で記述すると誤差が大きくなる現象（光速度に近い運動や、大きな重力場における運動）を正しく記述できる。
【参 考】
１．特殊相対性理論（1905年）[電磁気力]
：電磁気学の理論。重力のない状態での慣性系を取り扱っている。
○観測者から見た「時空」は、ローレンツ変換により補正され、伸びたり縮んだりする相対的なもの。
○宇宙船の長さは前後方向に
の割合で縮む。
（Ｖ：運動する速度、Ｃ:光の速度）
○運動する系では、外部の系に比べて
だけ時間の進み方が遅れる。
２． 一般相対性理論（1915 - 1916年）[電磁気力＋重力]
：重力と時空の理論。
・質量が時空間を歪ませることによって、重力が生じることを説明した。
・ニュートン力学で記述すると誤差が大きくなる現象（光速度に近い運動や、大きな重力場における運動）を正しく記述できる。
・限られた空間に大きな質量が集中すると、ブラックホールが形成されることを予測した。
○アインシュタイン方程式（重力場の方程式）を使うと、星のような物質またはエネルギーを右辺に代入すれば、その星の周りの時空がどういう風に曲がっているかを読みとることができる。
Ｇμν＋Λｇμν＝κＴμν
※左辺は時空の曲率（時空の曲がりを表す幾何学量）
※右辺は物質場（物質や光）の分布
・ Ｇμν：アインシュタイン・テンソル（テンソルとは歪みを表すもの。）
・Λ ：宇宙定数。この項は宇宙項と呼ばれる。
アインシュタインは１９１７年に定常な宇宙を導くため、重力場方程式に宇宙項（：万有斥力）を加えた。
・κ ：アインシュタインの重力定数。
（万有引力定数 Ｇとκ＝８πＧ／ｃ＾４ の関係にある（π は円周率、c は光速））
※ｃ＾４：cの４乗(raise c to the 4 power)
・ Ｔμν：エネルギー・運動量テンソル。
・ 添え字μ，νは、それぞれ時空の座標を特定するもの。
2015年10月24日土曜日
１６ Newtonian mechanics【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
１６ Newtonian mechanics【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
・Three laws of Newtonian mechanics
1) Law of inertia・・・As for an object, unless power acts -- stillness -- linear uniform motion is carried out.
2) Equation of motion・・・At a mass point the acceleration(a) is proportional to the power(F) of acting then, and is in inverse proportion to the mass(m).
Ｆ＝ｍａ
3) Action-reaction law
・Law of universal gravitation
※Newtonian mechanics can be used when treating movement of sufficiently later than the velocity of light in a macroscopic scale. For example, in the space navigation in an artificial satellite or planetary exploration, it is calculable in sufficient accuracy using Newtonian mechanics in many cases.
・Three laws of Newtonian mechanics
1) Law of inertia・・・As for an object, unless power acts -- stillness -- linear uniform motion is carried out.
2) Equation of motion・・・At a mass point the acceleration(a) is proportional to the power(F) of acting then, and is in inverse proportion to the mass(m).
Ｆ＝ｍａ
3) Action-reaction law
・Law of universal gravitation
※Newtonian mechanics can be used when treating movement of sufficiently later than the velocity of light in a macroscopic scale. For example, in the space navigation in an artificial satellite or planetary exploration, it is calculable in sufficient accuracy using Newtonian mechanics in many cases.
１６ ニュートンの物理体系【宇宙とは】宇宙との対話
１６ ニュートンの物理体系【宇宙とは】宇宙との対話
・・・１６８７年
・ニュートン力学の三法則
1) 慣性の法則・・・物体は、力が作用しない限り、静止または等速直線運動する。
2) 運動方程式・・・加速度ａは、そのとき質点に作用する力Ｆに比例し、質点の質量ｍに反比例する。
3) 作用・反作用の法則
・万有引力の法則
※ニュートン力学は、巨視的なスケールでかつ光速よりも十分遅い速さの運動を扱う際には使える。例えば、人工衛星や惑星探査における宇宙航行では、ニュートン力学を用いて十分な精度で計算できる場合が多い。
・・・１６８７年
・ニュートン力学の三法則
1) 慣性の法則・・・物体は、力が作用しない限り、静止または等速直線運動する。
2) 運動方程式・・・加速度ａは、そのとき質点に作用する力Ｆに比例し、質点の質量ｍに反比例する。
3) 作用・反作用の法則
・万有引力の法則
※ニュートン力学は、巨視的なスケールでかつ光速よりも十分遅い速さの運動を扱う際には使える。例えば、人工衛星や惑星探査における宇宙航行では、ニュートン力学を用いて十分な精度で計算できる場合が多い。
１５ Chaos【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
１５ Chaos【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
In the universe,
Stars are born from chaos.
Stars and intelligence are being born while increasing the entropy.
※ entropy: the degree of disorder
※ law of entropy increase: the laws of increasing of disorder in the universe
In the universe,
Stars are born from chaos.
Stars and intelligence are being born while increasing the entropy.
※ entropy: the degree of disorder
※ law of entropy increase: the laws of increasing of disorder in the universe
１５ 宇宙とカオス【宇宙とは】宇宙との対話
１５ 宇宙とカオス【宇宙とは】宇宙との対話
宇宙では
カオスの中から星が生まれる。
エントロピーを増大させつつ星や知性が生まれている。
※エントロピー：無秩序の程度
※エントロピー増大の法則：宇宙では無秩序が増大するという法則。
宇宙では
カオスの中から星が生まれる。
エントロピーを増大させつつ星や知性が生まれている。
※エントロピー：無秩序の程度
※エントロピー増大の法則：宇宙では無秩序が増大するという法則。
１４ Water on Mars【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
１４ Water on Mars【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
In August 2011. NASA announced, depending on the season at the surface of Mars, "water" may be flowing.
Source: NHK news WEB
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20110805/t10014711681000.html
In August 2011. NASA announced, depending on the season at the surface of Mars, "water" may be flowing.
Source: NHK news WEB
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20110805/t10014711681000.html
１４ 火星と水【宇宙とは】宇宙との対話
１４ 火星と水【宇宙とは】宇宙との対話
２０１１年８月。ＮＡＳＡ＝アメリカ航空宇宙局は、火星の地表で季節によっては「水」が流れている可能性があると発表した。
出典：NHKニュースWEB
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20110805/t10014711681000.html
２０１１年８月。ＮＡＳＡ＝アメリカ航空宇宙局は、火星の地表で季節によっては「水」が流れている可能性があると発表した。
出典：NHKニュースWEB
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20110805/t10014711681000.html
2015年10月23日金曜日
１３ The Moon Moving Away【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
１３ The Moon Moving Away【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
・Because of tidal forces between earth and moon, earth's rotation would gradually slow.
•As a result, the moment of the Earth's rotation (rotational force) is reduced, and the moment of the moon around the Earth increases, and the moon away from Earth (3.8 cm per year).
・Because of tidal forces between earth and moon, earth's rotation would gradually slow.
•As a result, the moment of the Earth's rotation (rotational force) is reduced, and the moment of the moon around the Earth increases, and the moon away from Earth (3.8 cm per year).
１３ 遠ざかる月 【宇宙とは】宇宙との対話
１３ 遠ざかる月 【宇宙とは】宇宙との対話
・地球に対する月の潮汐力のため、地球の自転はだんだんゆっくりになる。
・その結果、地球の自転のモーメント（回転力）が減り、その分だけ月の地球まわりのモーメントが増加するため、月は地球から遠ざかる（１年に３．８センチ）。
・地球に対する月の潮汐力のため、地球の自転はだんだんゆっくりになる。
・その結果、地球の自転のモーメント（回転力）が減り、その分だけ月の地球まわりのモーメントが増加するため、月は地球から遠ざかる（１年に３．８センチ）。
１２ Life of Stars【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
１２ Life of Stars【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
・Big star burns out faster than small one.
• The lifetime of the sun is about 100 million years. The life of stars of 10 times weight of the sun is from 1 / 1000 to 1 / 100.
・Big star burns out faster than small one.
• The lifetime of the sun is about 100 million years. The life of stars of 10 times weight of the sun is from 1 / 1000 to 1 / 100.
１２ 星の寿命 【宇宙とは】宇宙との対話
１２ 星の寿命 【宇宙とは】宇宙との対話
・質量の大きな星ほど早く燃え尽きる。
・太陽の寿命は約100 億年。太陽の 10 倍の星の寿命は1/100から1/1000（1億年から 1000万年）。
・質量の大きな星ほど早く燃え尽きる。
・太陽の寿命は約100 億年。太陽の 10 倍の星の寿命は1/100から1/1000（1億年から 1000万年）。
１１ Dark Matter and Dark Energy【Exploring the universe】Dialogue with the Universe
１１ Dark Matter and Dark Energy【Exploring the universe】Dialogue with the Universe
１１－１ Dark Matter
・Dark matter is matter and energy, which is supposed to describe the structure of the universe and the operation of the galaxy. (Fritz Zwicky in 1934) [1]
・It is named darkness from the fact that is not only not emitting light but also not reflecting.
・Dark matter is distributed spherically around the galaxy.
・From it is to us that can not be only three spatial dimensions recognition, dark matter can not be seen in motion in the other seven spatial dimension to us. [2]
・Mass of dark matter is a kinetic energy of the particles(Elementary particle? In superstring theory, it is string that vibrates at a high frequency) in motion in the other seven spatial dimensions. [2]
・It can be detected by the gravitational lens effect.
・Neutralino that is the lightest and stable particle in supersymmetric particles is one of the leading candidates for dark matter.
・Neutralino, that is the partner of photon and Z boson or the the Higgs particle, and that is electrically neutral. It's spin is 1/2. So neutralino particles is such as relatives of neutrino.
１１－２ Dark Energy
・In observation of galaxies and galaxy clusters(Cosmic structure) that have been made in the 1990s, if the space has to be flat, only dark matter was suggested that not be explained only about 25% of the universe mass. If the dark energy compensate about 70% of the remaining, can be explained that the universe is flat.
・The universe(space-time) is expanding at an accelerated pace. The dark matter and substances act as a brake against the expansion of the universe in order to attract each other by gravity. On the other hand, dark energy acts as a repulsive force. ・・・？
・And the universe (space-time) even though continued accelerated expansion, the density of dark energy does not become thin.
・The identity of the dark energy is not known. [3] (Related to the quantum theory of gravity ...？)
１１－２－１ The identity of dark energy (hypothesis １) [5]
• The same kind of energy with vacuum energy which caused inflation in early universe.
・In that case, dark energy does not change it’s density of energy even the universe continues to expand.
Then, regardless of whether the curvature of the universe is either positive or zero or negative, the universe will dilute and spread without limit.
• On the other hand, it is thought that the dark energy causes phase transition and the energy density will be substantially zero.
(In the inflation of early universe, the vacuum energy density became almost zero by the phase transition of vacuum, as a result, accelerated expansion had stopped.)
• In this case, when the curvature of the universe is positive, the universe is likely to turn to contraction from expansion.
１１－２－２ The identity of dark energy (hypothesis ２) [5] [6]
・Phantom energy is a hypothetical form of dark energy that is even more potent than the cosmological constant at increasing the expansion of the universe
・If it exists, it could cause the expansion of the universe to accelerate so quickly that a scenario known as the Big Rip would occur.
１１－２－３ The identity of dark energy (hypothesis ３) [5]
・In this case, vacuum energy which caused inflation in early universe is left in the current of the universe.
・However, compared to the energy value of the vacuum that should remain theoretically, the value of dark energy observed even smaller 120 digits.
・This problem happens in order to the energy of the vacuum has a feature that "the energy density is constant" . If the density is constant, the amount of energy of the vacuum is rapidly increases with the cosmic expansion.
・So, a theory appeared. In this theory, the identity of dark energy is the unknown energy which is similar to the vacuum-energy, energy density is decreased with the lapse of time.・・・？
- This unknown-energy was named "Quinntessen (fifth element)".
１１－２－４ The identity of dark energy (hypothesis ４) [5]
・In this case, dark energy does not exist. (p.208)
・In order to general relativity coming a little change in large scale, such as several hundreds of million light-years or several billion light-years, the universe accelerates expansion.
１１－３ Observation
・There is attempt to observe dark matter or dark energy.
１１－３－１ XMASS
・The XMASS collaboration, led by Yoichiro Suzuki at the Kavli IPMU, has reported its latest results on the search for warm dark matter. Their results rule out the possibility that super-weakly interacting massive bosonic particles (bosonic super-WIMPs) constitute all dark matter in the universe. [7]
１１－３－２ International Linear Collider(ILC）[4]
・The design and associated R&D activities associated with the International Linear Collider (ILC) are performed by a global collaboration consisting of working group and national laboratories in Europe, the Americas and Asia.
・It is possible to explore the identity of the Higgs boson and dark matter and dark energy by the ILC.
• Linear accelerator of approximately 31 kilometres to hit electron and positron
・A site-specific one located in the Kitakami highland in the Iwate prefecture in northern Japan.(2013)
１１－３－３ Subaru Measurement of Images and Redshifts
・SuMIRe (Subaru Measurement of Images and Redshifts) is a project to reveal the origin and fate of the Universe by elucidating the nature of dark matter and dark energy via imaging and spectroscopy. [8]
【Reference】
1. Why dark matter is assumed?
1） By the third law of Kepler, from the orbital period and the semi-major axis of the two stars we can obtain the sum of the mass of the stars.
Ｍ＝ａ＾3／ｐ＾2
Ｍ：Sum of the mass of stars（solar mass）
ｐ：Orbital period（year）
ａ：Semi-major axis of two stars（astronomical unit: au）
2）When estimating the total mass of galaxies, based on the movement of the galaxy its periphery, the result is a few hundred times the mass which is estimated based on the total luminance of galaxies and the number of galaxies observed optically.
3）Therefore, it is assumed that there are substances that are not visible.
2. 「宇宙は何でできているのか」村山 斉(Japanese)
3. Dark Energy, Dark Matter - NASA Science - Science@NASA
4. International Linear Collider
https://www.linearcollider.org/
5.Ｎｏ.８８ Future of the Universe
6. Wikipedia：Phantom energy
7. The Kavli Fundation/Recent News
http://www.kavlifoundation.org/kavli-news/warm-dark-matter-search-using-xmass#.Vhs84eztlBc
8. SuMIRe Project
http://sumire.ipmu.jp/en/category/outline-of-research-en/
１１－１ Dark Matter
・Dark matter is matter and energy, which is supposed to describe the structure of the universe and the operation of the galaxy. (Fritz Zwicky in 1934) [1]
・It is named darkness from the fact that is not only not emitting light but also not reflecting.
・Dark matter is distributed spherically around the galaxy.
・From it is to us that can not be only three spatial dimensions recognition, dark matter can not be seen in motion in the other seven spatial dimension to us. [2]
・Mass of dark matter is a kinetic energy of the particles(Elementary particle? In superstring theory, it is string that vibrates at a high frequency) in motion in the other seven spatial dimensions. [2]
・It can be detected by the gravitational lens effect.
・Neutralino that is the lightest and stable particle in supersymmetric particles is one of the leading candidates for dark matter.
・Neutralino, that is the partner of photon and Z boson or the the Higgs particle, and that is electrically neutral. It's spin is 1/2. So neutralino particles is such as relatives of neutrino.
１１－２ Dark Energy
・In observation of galaxies and galaxy clusters(Cosmic structure) that have been made in the 1990s, if the space has to be flat, only dark matter was suggested that not be explained only about 25% of the universe mass. If the dark energy compensate about 70% of the remaining, can be explained that the universe is flat.
・The universe(space-time) is expanding at an accelerated pace. The dark matter and substances act as a brake against the expansion of the universe in order to attract each other by gravity. On the other hand, dark energy acts as a repulsive force. ・・・？
・And the universe (space-time) even though continued accelerated expansion, the density of dark energy does not become thin.
・The identity of the dark energy is not known. [3] (Related to the quantum theory of gravity ...？)
１１－２－１ The identity of dark energy (hypothesis １) [5]
• The same kind of energy with vacuum energy which caused inflation in early universe.
・In that case, dark energy does not change it’s density of energy even the universe continues to expand.
Then, regardless of whether the curvature of the universe is either positive or zero or negative, the universe will dilute and spread without limit.
• On the other hand, it is thought that the dark energy causes phase transition and the energy density will be substantially zero.
(In the inflation of early universe, the vacuum energy density became almost zero by the phase transition of vacuum, as a result, accelerated expansion had stopped.)
• In this case, when the curvature of the universe is positive, the universe is likely to turn to contraction from expansion.
１１－２－２ The identity of dark energy (hypothesis ２) [5] [6]
・Phantom energy is a hypothetical form of dark energy that is even more potent than the cosmological constant at increasing the expansion of the universe
・If it exists, it could cause the expansion of the universe to accelerate so quickly that a scenario known as the Big Rip would occur.
１１－２－３ The identity of dark energy (hypothesis ３) [5]
・In this case, vacuum energy which caused inflation in early universe is left in the current of the universe.
・However, compared to the energy value of the vacuum that should remain theoretically, the value of dark energy observed even smaller 120 digits.
・This problem happens in order to the energy of the vacuum has a feature that "the energy density is constant" . If the density is constant, the amount of energy of the vacuum is rapidly increases with the cosmic expansion.
・So, a theory appeared. In this theory, the identity of dark energy is the unknown energy which is similar to the vacuum-energy, energy density is decreased with the lapse of time.・・・？
- This unknown-energy was named "Quinntessen (fifth element)".
１１－２－４ The identity of dark energy (hypothesis ４) [5]
・In this case, dark energy does not exist. (p.208)
・In order to general relativity coming a little change in large scale, such as several hundreds of million light-years or several billion light-years, the universe accelerates expansion.
１１－３ Observation
・There is attempt to observe dark matter or dark energy.
１１－３－１ XMASS
・The XMASS collaboration, led by Yoichiro Suzuki at the Kavli IPMU, has reported its latest results on the search for warm dark matter. Their results rule out the possibility that super-weakly interacting massive bosonic particles (bosonic super-WIMPs) constitute all dark matter in the universe. [7]
１１－３－２ International Linear Collider(ILC）[4]
・The design and associated R&D activities associated with the International Linear Collider (ILC) are performed by a global collaboration consisting of working group and national laboratories in Europe, the Americas and Asia.
・It is possible to explore the identity of the Higgs boson and dark matter and dark energy by the ILC.
• Linear accelerator of approximately 31 kilometres to hit electron and positron
１１－３－３ Subaru Measurement of Images and Redshifts
・SuMIRe (Subaru Measurement of Images and Redshifts) is a project to reveal the origin and fate of the Universe by elucidating the nature of dark matter and dark energy via imaging and spectroscopy. [8]
【Reference】
1. Why dark matter is assumed?
1） By the third law of Kepler, from the orbital period and the semi-major axis of the two stars we can obtain the sum of the mass of the stars.
Ｍ＝ａ＾3／ｐ＾2
Ｍ：Sum of the mass of stars（solar mass）
ｐ：Orbital period（year）
ａ：Semi-major axis of two stars（astronomical unit: au）
2）When estimating the total mass of galaxies, based on the movement of the galaxy its periphery, the result is a few hundred times the mass which is estimated based on the total luminance of galaxies and the number of galaxies observed optically.
3）Therefore, it is assumed that there are substances that are not visible.
2. 「宇宙は何でできているのか」村山 斉(Japanese)
3. Dark Energy, Dark Matter - NASA Science - Science@NASA
4. International Linear Collider
https://www.linearcollider.org/
5.Ｎｏ.８８ Future of the Universe
6. Wikipedia：Phantom energy
7. The Kavli Fundation/Recent News
http://www.kavlifoundation.org/kavli-news/warm-dark-matter-search-using-xmass#.Vhs84eztlBc
8. SuMIRe Project
http://sumire.ipmu.jp/en/category/outline-of-research-en/
１１ 暗黒物質（ダークマター）と暗黒エネルギー（ダークエネルギー）【宇宙とは】宇宙との対話
１１ 暗黒物質（ダークマター）と暗黒エネルギー（ダークエネルギー）【宇宙とは】宇宙との対話
１１－１ 暗黒物質
・暗黒物質は、銀河の運行や宇宙の構造を説明するために仮定された物質。
（1934年にフリッツ・ツビッキーによって銀河団中の銀河の軌道速度における"欠損質量" (missing mass) を説明するために仮定された。）[1]
・光を出さず他の粒子とまったく反応しないことから暗黒と名付けられた。
・暗黒物質は、銀河を中心に球状に分布する。
・私たちには３個の空間次元しか認識できないことから、他の７個の空間次元で運動している暗黒物質は見えない。[2]
・暗黒物質の質量は、他の７個の空間次元で運動している粒子（素粒子？ 超弦理論では、高い周波数で振動する弦）の運動エネルギー。[2]
・重力レンズ効果で検出できる。
・超対称性粒子の中で一番軽いニュートラリーノは安定な粒子で、暗黒物質の有力候補の一つ。（ニュートラリーノは、光子やＺボソン、ヒッグス粒子のパートナーで、電気的に中性でスピンが１／２なのでニュートリノの親戚のような粒子。）
１１－２ 暗黒エネルギー
・1990年代に行われた銀河や銀河団（宇宙構造）の観測で、暗黒物質（ダークマター）だけでは宇宙が平坦であるのに必要な宇宙質量の25%程度しか説明できないことが示唆された。もし暗黒エネルギー（ダークエネルギー）が残りの約70%を補えば、宇宙が平坦であることを説明できる。[3]
・宇宙（時空）は加速膨張しているが、物質と暗黒物質は重力で互いに引き合うために宇宙の膨張に対してブレーキとして作用し、一方、暗黒エネルギーは反発力としてはたらくことが知られている。[3]
・宇宙（時空）が膨張しても暗黒エネルギーの密度は薄まらない。[3]
１１－２－１ 暗黒エネルギーの正体（仮説１）[6]
・初期宇宙をインフレーション膨張させた真空が持つエネルギーと同種のもの。
・その場合、暗黒エネルギーは宇宙が膨張してもエネルギーの密度が変化しないことになる。
・すると、宇宙の曲率が正・ゼロ・負のいずれであっても、宇宙は限りなく広がって希薄になる。
・一方、暗黒エネルギーが相転移を起こして、エネルギー密度がほぼゼロになることも考えられる。。
（宇宙初期のインフレーション膨張では、真空の相転移により真空のエネルギー密度がほぼゼロになり、加速膨張が止まった。）
・この場合、宇宙の曲率が正であると、宇宙が膨張から収縮に転じる可能性もある。
１１－２－２ 暗黒エネルギーの正体（仮説２）[6]
・ファントムエネルギー：宇宙が膨張するにつれて密度が増えていくようなエネルギー。
※ファントム：幻、亡霊
・この場合、宇宙は引き裂かれるように膨張する。＝ビッグリップ
※リップ：引き裂く。
１１－２―３ 暗黒エネルギーの正体（仮説３）[6]
・初期宇宙でインフレーション膨張を起こした真空が持つエネルギーが現在の宇宙に残っていて、それが宇宙膨張を再加速させているとした場合。
・しかし、理論的に残っているはずの真空のエネルギー値に比べて、観測される暗黒エネルギーの値は１２０桁も小さい。
・これは、真空のエネルギーが「そのエネルギー密度は一定」という特徴を持つために起こる。密度が一定の真空のエネルギー量は宇宙膨張に伴ってどんどん大きくなる。
・そこで真空のエネルギーに似ているものの、エネルギー密度が時間の経過とともに減少する、未知のエネルギーが暗黒エネルギーの正体だという説が登場した。
・・・？
・その未知のエネルギーに「クインテッセン（第５の元素）」という名がつけられている。
２－４暗黒エネルギーの正体（仮説４）[6]
・「暗黒エネルギーは存在しない」との考えもある。(p.208)
・この場合、数億光年、数十億光年といった大きなスケールでは一般相対性理論が少し変わってくるために、宇宙は加速膨張をしていると考える。
１１－３ 観測
・暗黒物質や暗黒エネルギーを観測しようという試みがある。
１１－３－１ ＸＭＡＳＳ
東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構の鈴木洋一郎（すずき・よういちろう）特任教授らのXMASS(エックスマス)実験グループは、岐阜県飛騨市の地下1000mに設置したXMASS-Ⅰ検出器を用いて暗黒物質の候補のひとつであるボゾン粒子(スピンが0や1の素粒子)のSuper-WIMP(スーパー ウィンプ)について世界最高感度で探索を行い、この粒子が宇宙の暗黒物質であるというシナリオを否定した。（2014年9月）[7]
１１－３－２ 国際リニアコライダー計画（ International Linear Collider、略称ILC）[4]
・ヒッグス粒子を調べたり、暗黒物質や暗黒エネルギーの正体を探ることを目的に、国際協力によって設計開発が推進されている。
・電子と陽電子をぶつける全長３１ｋｍの直線状の加速器[5]
・2013年に立地候補を北上山地に選定した。
１１－３－３ すみれ計画[6]
・すみれ：Subaru Measurement of Images and Redshifts （SuMIRe）
・カブリ数物連携宇宙研究機構（カブリＩＰＭＵ）(2007年設立)
・機構長は村山斉。
・2012年からアメリカのカブリ財団の支援を受けている。
・銀河の分布と銀河までの距離から、過去の宇宙膨張の速度を観測する。
・暗黒物質の分布や振る舞いなども調べることができる。
・2400個の銀河のスペクトル解析を同時に行うことのできる超広視野分光器（ＰＦＳ プライムフォーカススペクトログラフ）は2017年稼働予定。
【参 考】
１． なぜ暗黒物質を仮定するのか？
１） ケプラーの第三法則により、二つの星の公転周期と軌道長半径から二つの星の質量の和を求めることができる。
Ｍ＝ａ＾3／ｐ＾2
Ｍ：二つの 星の質量の和（太陽質量）
ｐ：二つの星の公転周期（年）
ａ：軌道長半径（天文単位））
２） 銀河団の全質量をその周縁の銀河の運動に基づいて推定すると、その結果は光学的に観測される銀河の数および銀河団の全輝度に基づいて推定された質量の数百倍となる。
３） 従って、目に見えない物質（暗黒物質）が存在するものと推測される。
２．「宇宙は何でできているのか」村山 斉（2010年刊）
３．Wikipedia：ダークエネルギー
４．Wikipedia：国際リニアコライダー計画
５．International Linear Collider
http://www.linearcollider.org/ILC/What-is-the-ILC/Facts-and-figures
６．「気が遠くなる未来の宇宙のはなし」佐藤 勝彦（2013年刊）(p.209)
７．東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構
http://www.ipmu.jp/ja/node/1998
１１－１ 暗黒物質
・暗黒物質は、銀河の運行や宇宙の構造を説明するために仮定された物質。
（1934年にフリッツ・ツビッキーによって銀河団中の銀河の軌道速度における"欠損質量" (missing mass) を説明するために仮定された。）[1]
・光を出さず他の粒子とまったく反応しないことから暗黒と名付けられた。
・暗黒物質は、銀河を中心に球状に分布する。
・私たちには３個の空間次元しか認識できないことから、他の７個の空間次元で運動している暗黒物質は見えない。[2]
・暗黒物質の質量は、他の７個の空間次元で運動している粒子（素粒子？ 超弦理論では、高い周波数で振動する弦）の運動エネルギー。[2]
・重力レンズ効果で検出できる。
・超対称性粒子の中で一番軽いニュートラリーノは安定な粒子で、暗黒物質の有力候補の一つ。（ニュートラリーノは、光子やＺボソン、ヒッグス粒子のパートナーで、電気的に中性でスピンが１／２なのでニュートリノの親戚のような粒子。）
１１－２ 暗黒エネルギー
・1990年代に行われた銀河や銀河団（宇宙構造）の観測で、暗黒物質（ダークマター）だけでは宇宙が平坦であるのに必要な宇宙質量の25%程度しか説明できないことが示唆された。もし暗黒エネルギー（ダークエネルギー）が残りの約70%を補えば、宇宙が平坦であることを説明できる。[3]
・宇宙（時空）は加速膨張しているが、物質と暗黒物質は重力で互いに引き合うために宇宙の膨張に対してブレーキとして作用し、一方、暗黒エネルギーは反発力としてはたらくことが知られている。[3]
・宇宙（時空）が膨張しても暗黒エネルギーの密度は薄まらない。[3]
１１－２－１ 暗黒エネルギーの正体（仮説１）[6]
・初期宇宙をインフレーション膨張させた真空が持つエネルギーと同種のもの。
・その場合、暗黒エネルギーは宇宙が膨張してもエネルギーの密度が変化しないことになる。
・すると、宇宙の曲率が正・ゼロ・負のいずれであっても、宇宙は限りなく広がって希薄になる。
・一方、暗黒エネルギーが相転移を起こして、エネルギー密度がほぼゼロになることも考えられる。。
（宇宙初期のインフレーション膨張では、真空の相転移により真空のエネルギー密度がほぼゼロになり、加速膨張が止まった。）
・この場合、宇宙の曲率が正であると、宇宙が膨張から収縮に転じる可能性もある。
１１－２－２ 暗黒エネルギーの正体（仮説２）[6]
・ファントムエネルギー：宇宙が膨張するにつれて密度が増えていくようなエネルギー。
※ファントム：幻、亡霊
・この場合、宇宙は引き裂かれるように膨張する。＝ビッグリップ
※リップ：引き裂く。
１１－２―３ 暗黒エネルギーの正体（仮説３）[6]
・初期宇宙でインフレーション膨張を起こした真空が持つエネルギーが現在の宇宙に残っていて、それが宇宙膨張を再加速させているとした場合。
・しかし、理論的に残っているはずの真空のエネルギー値に比べて、観測される暗黒エネルギーの値は１２０桁も小さい。
・これは、真空のエネルギーが「そのエネルギー密度は一定」という特徴を持つために起こる。密度が一定の真空のエネルギー量は宇宙膨張に伴ってどんどん大きくなる。
・そこで真空のエネルギーに似ているものの、エネルギー密度が時間の経過とともに減少する、未知のエネルギーが暗黒エネルギーの正体だという説が登場した。
・・・？
・その未知のエネルギーに「クインテッセン（第５の元素）」という名がつけられている。
２－４暗黒エネルギーの正体（仮説４）[6]
・「暗黒エネルギーは存在しない」との考えもある。(p.208)
・この場合、数億光年、数十億光年といった大きなスケールでは一般相対性理論が少し変わってくるために、宇宙は加速膨張をしていると考える。
１１－３ 観測
・暗黒物質や暗黒エネルギーを観測しようという試みがある。
１１－３－１ ＸＭＡＳＳ
東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構の鈴木洋一郎（すずき・よういちろう）特任教授らのXMASS(エックスマス)実験グループは、岐阜県飛騨市の地下1000mに設置したXMASS-Ⅰ検出器を用いて暗黒物質の候補のひとつであるボゾン粒子(スピンが0や1の素粒子)のSuper-WIMP(スーパー ウィンプ)について世界最高感度で探索を行い、この粒子が宇宙の暗黒物質であるというシナリオを否定した。（2014年9月）[7]
１１－３－２ 国際リニアコライダー計画（ International Linear Collider、略称ILC）[4]
・ヒッグス粒子を調べたり、暗黒物質や暗黒エネルギーの正体を探ることを目的に、国際協力によって設計開発が推進されている。
・電子と陽電子をぶつける全長３１ｋｍの直線状の加速器[5]
１１－３－３ すみれ計画[6]
・すみれ：Subaru Measurement of Images and Redshifts （SuMIRe）
・カブリ数物連携宇宙研究機構（カブリＩＰＭＵ）(2007年設立)
・機構長は村山斉。
・2012年からアメリカのカブリ財団の支援を受けている。
・銀河の分布と銀河までの距離から、過去の宇宙膨張の速度を観測する。
・暗黒物質の分布や振る舞いなども調べることができる。
・2400個の銀河のスペクトル解析を同時に行うことのできる超広視野分光器（ＰＦＳ プライムフォーカススペクトログラフ）は2017年稼働予定。
【参 考】
１． なぜ暗黒物質を仮定するのか？
１） ケプラーの第三法則により、二つの星の公転周期と軌道長半径から二つの星の質量の和を求めることができる。
Ｍ＝ａ＾3／ｐ＾2
Ｍ：二つの 星の質量の和（太陽質量）
ｐ：二つの星の公転周期（年）
ａ：軌道長半径（天文単位））
２） 銀河団の全質量をその周縁の銀河の運動に基づいて推定すると、その結果は光学的に観測される銀河の数および銀河団の全輝度に基づいて推定された質量の数百倍となる。
３） 従って、目に見えない物質（暗黒物質）が存在するものと推測される。
２．「宇宙は何でできているのか」村山 斉（2010年刊）
３．Wikipedia：ダークエネルギー
４．Wikipedia：国際リニアコライダー計画
５．International Linear Collider
http://www.linearcollider.org/ILC/What-is-the-ILC/Facts-and-figures
６．「気が遠くなる未来の宇宙のはなし」佐藤 勝彦（2013年刊）(p.209)
７．東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構
http://www.ipmu.jp/ja/node/1998
2015年10月22日木曜日
１０ What Constitutes the Universe【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
１０ What Constitutes the Universe【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
(1) Substance・・・・・4.83% by weight of the universe
・Heavy elements • ：0.03%
・Neutrino ：0.3%
・Stars ：0.5%
・Hydrogen・Helium ：4%
(2) Energy・・・・・・・ 0.17%
(3) Dark matter ・・・ 26.8%
• The dark matter can be detected by observing the gravitational.
(4) Dark energy ・・・ 68.3%
・Dark energy is hypothetical energy to explain the accelerated expansion of the universe and result of observation that the the majority of the mass of the universe is unknown identity.
(Hawking suspects that it is vacuum energy.)
ref>“Planck reveals an almost perfect Universe”.
※ The universe is expanding, but the dark matter and substances act as a brake against the expansion of the universe in order to attract each other by gravity.
(1) Substance・・・・・4.83% by weight of the universe
・Heavy elements • ：0.03%
・Neutrino ：0.3%
・Stars ：0.5%
・Hydrogen・Helium ：4%
(2) Energy・・・・・・・ 0.17%
(3) Dark matter ・・・ 26.8%
• The dark matter can be detected by observing the gravitational.
(4) Dark energy ・・・ 68.3%
・Dark energy is hypothetical energy to explain the accelerated expansion of the universe and result of observation that the the majority of the mass of the universe is unknown identity.
(Hawking suspects that it is vacuum energy.)
ref>“Planck reveals an almost perfect Universe”.
※ The universe is expanding, but the dark matter and substances act as a brake against the expansion of the universe in order to attract each other by gravity.
１０ 宇宙を構成するもの 【宇宙とは】宇宙との対話
１０ 宇宙を構成するもの 【宇宙とは】宇宙との対話
(1)物質・・・・・・・・・・・・宇宙質量の ４．８３％
・重元素 ：0.03％
・ニュートリノ ：0.3％
・星 ：0.5％
・水素・ヘリウム：４％
(2)エネルギー・・・・・・・・・宇宙質量の０．１７％
(3)暗黒物質（ダークマター）・・・宇宙質量の２６．８％
・暗黒物質は重力を観測して検出することが可能
・暗黒物質には、電流・磁力がない。
(4)暗黒エネルギー（ダークエネルギー）・・・・・・・宇宙質量の６８．３％
・現在観測されている宇宙の加速膨張や、宇宙の大半の質量が正体不明であるという観測事実を説明するための仮説的なエネルギー。
（ホーキングは真空エネルギーではないかと思っている。）
【参 照】Wikipedia：宇宙
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99#.E5.AE.87.E5.AE.99.E3.81.AE.E6.88.90.E5.88.86
(1)物質・・・・・・・・・・・・宇宙質量の ４．８３％
・重元素 ：0.03％
・ニュートリノ ：0.3％
・星 ：0.5％
・水素・ヘリウム：４％
(2)エネルギー・・・・・・・・・宇宙質量の０．１７％
(3)暗黒物質（ダークマター）・・・宇宙質量の２６．８％
・暗黒物質は重力を観測して検出することが可能
・暗黒物質には、電流・磁力がない。
(4)暗黒エネルギー（ダークエネルギー）・・・・・・・宇宙質量の６８．３％
・現在観測されている宇宙の加速膨張や、宇宙の大半の質量が正体不明であるという観測事実を説明するための仮説的なエネルギー。
（ホーキングは真空エネルギーではないかと思っている。）
【参 照】Wikipedia：宇宙
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99#.E5.AE.87.E5.AE.99.E3.81.AE.E6.88.90.E5.88.86
９ The size of the Universe【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
９ The size of the Universe【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
・The size of the universe is more than 93 billion light-years(ly). [1] ・・・0.92×１０ˆ１１
・Surface that the universe is expanding at the speed of light[2]
・・・0.36×１０ˆ１１
・Distance to the Andromeda Galaxy(the nearest galaxy) is about 2.5 million ly ・・・2.5×１０ˆ６
・By the way, the disk of the Milky Way galaxy is about 100 000 ly in diameter. ・・・１×１０ˆ５
・Distance to the nearest star ・・・４×１０ˆ０
・Solar system is about 100,000 ly in diameter. ・・・0.6×１０ˆ－３
・Distance to the Sun from the Earth ・・・1.6×１０ˆ－５
・Diameter of the sun ・・・1.5×１０ˆ－７
・The Earth is about 13,000 km in diameter. ・・・1.4×１０ˆ－１２
・Human height is about 1.7m. ・・・1.8×１０ˆ－１６
(The length of the DNA in the cell of the human is 1.8 m.)
・The size of human cells is about 15μm. ・・・1.6×１０ˆ－２１
・The size of the atom ・・・1×１０ˆ－２６
・The sizeof hadron (proton, neutron) ・・・1×１０ˆ－３１
☆The size of the atom and the nucleus is different enough human height and cell. So, the nucleus is not visible even look at the atom. (If atom is to be the size of Earth, nuclei is baseball field size, and electrons is smaller than ball.)
・The length of "String" and "other seven spatial dimensions" contemplated in the superstring theory ・・・1×１０ˆ－５１
☆If the reference unit of the size of the universe is the speed of light, the size of the parallel universe is about １×１０ˆ５１ly.
☆It may be there are the 82nd power piece of 10 universe in the parallel universe.
[Expansion of the universe] [3]
• Since the Big Bang, The universe has continued to expand.
・Everything is moving away from us, with a speed that is proportional to its distance. ：The Hubble Law [4]
・ For expansion of the universe is the expansion of space-time itself, so it is also possible to exceed the speed of light.
・The universe is the same everywhere.：Uniformity
・Currently, the observable universe is expanding at 3.5 times the speed of light.
・Expansion of the universe is described in the general theory of relativity.
・ Outside of the observable universe is not known whether infinite or finite.
⇒ Therefore, in order to escape from our universe, rather than fly, it is necessary to exceed the time and space.
【Reference】
1. Wikipedia: 観測可能な宇宙(The universe/Japanese)
2. The galaxies, 18 billion light-years more distant from the observer, go far off beyond the speed of light. So we can not observe them.
3. Wikipedia:宇宙(The universe/Japanese)
4. edX/Cosmology/Section1 Space and Time/Lesson1/Referende Notes 1
・The size of the universe is more than 93 billion light-years(ly). [1] ・・・0.92×１０ˆ１１
・Surface that the universe is expanding at the speed of light[2]
・・・0.36×１０ˆ１１
・Distance to the Andromeda Galaxy(the nearest galaxy) is about 2.5 million ly ・・・2.5×１０ˆ６
・By the way, the disk of the Milky Way galaxy is about 100 000 ly in diameter. ・・・１×１０ˆ５
・Distance to the nearest star ・・・４×１０ˆ０
・Solar system is about 100,000 ly in diameter. ・・・0.6×１０ˆ－３
・Distance to the Sun from the Earth ・・・1.6×１０ˆ－５
・Diameter of the sun ・・・1.5×１０ˆ－７
・The Earth is about 13,000 km in diameter. ・・・1.4×１０ˆ－１２
・Human height is about 1.7m. ・・・1.8×１０ˆ－１６
(The length of the DNA in the cell of the human is 1.8 m.)
・The size of human cells is about 15μm. ・・・1.6×１０ˆ－２１
・The size of the atom ・・・1×１０ˆ－２６
・The sizeof hadron (proton, neutron) ・・・1×１０ˆ－３１
☆The size of the atom and the nucleus is different enough human height and cell. So, the nucleus is not visible even look at the atom. (If atom is to be the size of Earth, nuclei is baseball field size, and electrons is smaller than ball.)
・The length of "String" and "other seven spatial dimensions" contemplated in the superstring theory ・・・1×１０ˆ－５１
☆If the reference unit of the size of the universe is the speed of light, the size of the parallel universe is about １×１０ˆ５１ly.
☆It may be there are the 82nd power piece of 10 universe in the parallel universe.
[Expansion of the universe] [3]
• Since the Big Bang, The universe has continued to expand.
・Everything is moving away from us, with a speed that is proportional to its distance. ：The Hubble Law [4]
・ For expansion of the universe is the expansion of space-time itself, so it is also possible to exceed the speed of light.
・The universe is the same everywhere.：Uniformity
・Currently, the observable universe is expanding at 3.5 times the speed of light.
・Expansion of the universe is described in the general theory of relativity.
・ Outside of the observable universe is not known whether infinite or finite.
⇒ Therefore, in order to escape from our universe, rather than fly, it is necessary to exceed the time and space.
【Reference】
1. Wikipedia: 観測可能な宇宙(The universe/Japanese)
2. The galaxies, 18 billion light-years more distant from the observer, go far off beyond the speed of light. So we can not observe them.
3. Wikipedia:宇宙(The universe/Japanese)
4. edX/Cosmology/Section1 Space and Time/Lesson1/Referende Notes 1
９ 宇宙の大きさ＋宇宙の膨張【宇宙とは】宇宙との対話
９ 宇宙の大きさ＋宇宙の膨張【宇宙とは】宇宙との対話
・宇宙の大きさ直径約９３０億光年以上。[1] ・・・0.93×１０ˆ１１
・宇宙が光速で膨張している面[2] ・・・0.36×１０ˆ１１
・一番近いアンドロメダ銀河までの距離は約２５０万光年 ・・・2.5×１０ˆ６
・天の川銀河のデイスクの直径は約１０万光年 ・・・１×１０ˆ５
・一番近い恒星までの距離は約４光年 ・・・４×１０ˆ０
・太陽系の直径は、0.6×１０のマイナス３乗光年 ・・・0.6×１０ˆ－３
・地球から太陽までの距離は、1.6×１０のマイナス５乗光年 ・・・1.6×１０ˆ－５
・太陽の直径は、約1.5×１０のマイナス７乗光年 ・・・1.5×１０ˆ－７
・地球の直径は約13,000ｋｍ＝1.4×１０のマイナス12乗光年 ・・・1.4×１０ˆ－９
・人間の身長は約１．７ｍ＝1.8×１０のマイナス16乗光年 ・・・1.8×１０ˆ－１６
（人間のひとつの細胞中のＤＮＡの長さは１．８メートル。）
・人間の細胞の大きさは約１５μｍ＝1.6×１０のマイナス21乗光年
・・・1.6×１０ˆ－２１
・原子の大きさは１０マイナス１０乗メートル
＝１０のマイナス２６乗光年 ・・・1×１０ˆ－２６
・ハドロン（陽子・中性子）の大きさは１０マイナス１５乗メートル
＝１０のマイナス３１乗光年 ・・・1×１０ˆ－３１
☆原子と原子核の大きさは、人間の身長と細胞ほどに違う。だから、原子を見ても原子核は見えない。（原子が地球の大きさだとすると、原子核は野球場の大きさ、電子はボールより小さい。）
・超弦理論で想定する「ひも」と「他の７個の空間次元」の大きさは１０のマイナス３５乗メートル
＝１０のマイナス５１乗光年 ・・・1×１０ˆ－５１
☆仮に光速が宇宙の大きさの基準単位であり、大きさについて宇宙は対照的と考えると、並行宇宙の大きさは、１０の５１乗光年かもしれない。 ・・・１×１０ˆ５１
☆この場合、並行宇宙が平坦にかつ密に広がっているとすると、並行宇宙には天の川銀河のある宇宙相当の宇宙が、１０の８２乗個あることになる。
【宇宙の膨張】[3]
・宇宙はビッグバン以降、膨張を続けている。
・膨張の速度は遠い宇宙ほど早い。（距離に比例する。：ハッブルの法則）[4]
・宇宙の膨張は時空自体の膨張であるため、光速を超えることも可能。
・宇宙は大きなスケールでは均一。
・現在、観測可能な宇宙は、光速の３．５倍で膨張している。
・宇宙の膨張は一般相対性理論で説明される。
・観測可能な宇宙の外側が、有限なのか無限なのか分かっていない。
⇒従って、この宇宙から脱出するためには、飛行するのではなく、時空を超える必要がある。
【参 考】
１． Wikipedia：観測可能な宇宙
２． 観測者から１８０億光年以上離れた銀河は光速を超えて遠ざかるため、観測できなくなる。
３．Wikipedia：宇宙
４．オンライン講座：edX/Cosmology/Section1 Space and Time/Lesson1/Referende Notes 1
・宇宙の大きさ直径約９３０億光年以上。[1] ・・・0.93×１０ˆ１１
・宇宙が光速で膨張している面[2] ・・・0.36×１０ˆ１１
・一番近いアンドロメダ銀河までの距離は約２５０万光年 ・・・2.5×１０ˆ６
・天の川銀河のデイスクの直径は約１０万光年 ・・・１×１０ˆ５
・一番近い恒星までの距離は約４光年 ・・・４×１０ˆ０
・太陽系の直径は、0.6×１０のマイナス３乗光年 ・・・0.6×１０ˆ－３
・地球から太陽までの距離は、1.6×１０のマイナス５乗光年 ・・・1.6×１０ˆ－５
・太陽の直径は、約1.5×１０のマイナス７乗光年 ・・・1.5×１０ˆ－７
・地球の直径は約13,000ｋｍ＝1.4×１０のマイナス12乗光年 ・・・1.4×１０ˆ－９
・人間の身長は約１．７ｍ＝1.8×１０のマイナス16乗光年 ・・・1.8×１０ˆ－１６
（人間のひとつの細胞中のＤＮＡの長さは１．８メートル。）
・人間の細胞の大きさは約１５μｍ＝1.6×１０のマイナス21乗光年
・・・1.6×１０ˆ－２１
・原子の大きさは１０マイナス１０乗メートル
＝１０のマイナス２６乗光年 ・・・1×１０ˆ－２６
・ハドロン（陽子・中性子）の大きさは１０マイナス１５乗メートル
＝１０のマイナス３１乗光年 ・・・1×１０ˆ－３１
☆原子と原子核の大きさは、人間の身長と細胞ほどに違う。だから、原子を見ても原子核は見えない。（原子が地球の大きさだとすると、原子核は野球場の大きさ、電子はボールより小さい。）
・超弦理論で想定する「ひも」と「他の７個の空間次元」の大きさは１０のマイナス３５乗メートル
＝１０のマイナス５１乗光年 ・・・1×１０ˆ－５１
☆仮に光速が宇宙の大きさの基準単位であり、大きさについて宇宙は対照的と考えると、並行宇宙の大きさは、１０の５１乗光年かもしれない。 ・・・１×１０ˆ５１
☆この場合、並行宇宙が平坦にかつ密に広がっているとすると、並行宇宙には天の川銀河のある宇宙相当の宇宙が、１０の８２乗個あることになる。
【宇宙の膨張】[3]
・宇宙はビッグバン以降、膨張を続けている。
・膨張の速度は遠い宇宙ほど早い。（距離に比例する。：ハッブルの法則）[4]
・宇宙の膨張は時空自体の膨張であるため、光速を超えることも可能。
・宇宙は大きなスケールでは均一。
・現在、観測可能な宇宙は、光速の３．５倍で膨張している。
・宇宙の膨張は一般相対性理論で説明される。
・観測可能な宇宙の外側が、有限なのか無限なのか分かっていない。
⇒従って、この宇宙から脱出するためには、飛行するのではなく、時空を超える必要がある。
【参 考】
１． Wikipedia：観測可能な宇宙
２． 観測者から１８０億光年以上離れた銀河は光速を超えて遠ざかるため、観測できなくなる。
３．Wikipedia：宇宙
４．オンライン講座：edX/Cosmology/Section1 Space and Time/Lesson1/Referende Notes 1
８ Address of the Earth in the Universe【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
８ Address of the Earth in the Universe【What is the Universe？】Dialogue with the Universe
Somewhere in the parallel universe
Address of the Earth in the universe：the "local group of supercluster, Virgo galaxies, local galaxies (Milky Way), Orion Arm, Solar system, third planets."
The universe with Milky Way
※ Radius of the observable universe is about 45 billion light-years. ( The theoretical value calculated from redshift.)
Space beyond that area, does not know whether infinite or finite.
※ The number of galaxies is about one trillion.
※ The end of the universe is moving away from Earth at a rate of about 3.5 times the speed of light. (Which appears to be viewed from any galaxy, other galaxies are uniformly distributed, as moving away at a speed proportional to the distance)
Milky Way galaxy
The Disk of the Milky Way
※ The shape of the Milky Way galaxy is the disk about 100,000 light-years in diameter, and 15000 light-years in thickness.
※ In the Milky Way galaxy, there are about 200 billion～400 billion stars.
The solar system
※ The most inner orbital is the orbit of Mars.
※ Reference：Wikipedia “Solar System”
Somewhere in the parallel universe
Address of the Earth in the universe：the "local group of supercluster, Virgo galaxies, local galaxies (Milky Way), Orion Arm, Solar system, third planets."
The universe with Milky Way
※ Radius of the observable universe is about 45 billion light-years. ( The theoretical value calculated from redshift.)
Space beyond that area, does not know whether infinite or finite.
※ The number of galaxies is about one trillion.
※ The end of the universe is moving away from Earth at a rate of about 3.5 times the speed of light. (Which appears to be viewed from any galaxy, other galaxies are uniformly distributed, as moving away at a speed proportional to the distance)
Milky Way galaxy
The Disk of the Milky Way
※ The shape of the Milky Way galaxy is the disk about 100,000 light-years in diameter, and 15000 light-years in thickness.
※ In the Milky Way galaxy, there are about 200 billion～400 billion stars.
The solar system
※ The most inner orbital is the orbit of Mars.
※ Reference：Wikipedia “Solar System”
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