マイルドな話　宇宙の終わりは何年後？　真空崩壊

宇宙の終わりがいつ来るのか。今回は「真空崩壊」による終末についてです。

世の中の全てのものは「強粒子」と「軽粒子」に分類されます。強粒子は「ハドロン」と呼ばれ、そこに属する粒子をクォークと言います。クォークは6種類の粒子で構成されています。性質の似た二つを組にして世代に分けられています。

クォークは1/3の電荷を単位にしていて、陽子は(u, u, d)で構成され電荷は1です。中性子は(u, d, d)で構成され電荷は0です。

一方、軽粒子は「レプトン」と呼ばれ、そこに属する粒子をレプトンと言います。電子を含む6種類の粒子がそこに属しています。

現在、クォークとレプトンが万物の基本要素と考えられています。

地球上のほとんどの物はアップクォーク、ダウンクォーク、電子でてきています。それは、前述したとおり、陽子や中性子がそれらクォークで出来ているからです。

全ての物質に働く力は四つしかありません。

電磁気力、弱い力、強い力、引力です。

・電子ー原子核（陽子）に働く「電磁気力」

・放射性崩壊を引きおこす「弱い力」

・クォーク間に働く「強い力」

・天体を支配する「重力」

これら四つの力を伝えるものを「ゲージ粒子」と呼びます。

・電磁気力は「光子」で力が伝えられます。

・強い力は「グルーオン」で力が伝えられます。

・弱い力は「ウィークボソン」で力が伝えられます。

・重力は「グラビトン」で力が伝えられます。

表をみて「あれ」と思った方、そうです不都合なことにウィークボソンには質量があると観測されたのです。他のゲージ粒子には質量がありません。そこで考え出されたのが「真空のヒッグス場」です。つまり、ヒッグス場の中ではウィークボソンには質量が生まれます。

真空は「場」と呼ばれています。電子が真空中に現れるにはエネルギーが必要です。エネルギーを与えることで粒子となって現れます。他の粒子も同じです。しかし、ヒッグス粒子はちょっと異なります。

真空のエネルギーがゼロでも真空にヒッグス粒子が薄らと見えています。ヒッグス粒子はとても重いので相当のエネルギーを与えないと現れません。つまりエネルギーを持たなくても真空はヒッグス粒子の性質を持ちます。

そう考えることでウィークボソンが重さを持っていても、全てがうまくいくと考えられています。この理論体系を「標準理論」といいます。

ところで、私たちの宇宙が「真の真空」か「偽の真空」かどうかは、ヒッグス粒子とトップ・クォークの質量によりわかるそうですが、精度のいい値を取れないので今は不明です。

では、仮に私たち宇宙の「真空」が真の安定状態でなかったならば、どうなるのでしょうか。「偽の真空」にトンネル効果で「真の真空」のエネルギーが流れ込み「真空崩壊」が引き起こされます。突然に「偽の真空」の領域に泡のように発生したエネルギーは光速で膨張していきます。それにより近接の「偽の真空」が連鎖で次々と崩壊していきます。あまりに早すぎて死ぬときは死んだと思わないでしょう。それだけが慰みですね。

いつ起きるかははっきりとはわかりません。今始まったならば、それがすぐ近くの時空で起きれば直ぐにでも死にますが、数千光年離れた場所なら数千年後に訪れます。数十億光年ならば太陽による終末を考えた方が良いでしょう。