宇宙の晴れ上がり時の宇宙の大きさ

スモールステップで宇宙論cosmologyを学ぶ話です。コスモは宇宙のほかに全世界という意味もあり、英語のcosmologyのニュアンスには「世界観」という意味も含まれています。宇宙論を学ぶことは世界観を確立することでもあります。

晴れ上がり時の宇宙は1000万光年

量子コンピューターを学ぶために、量子力学と宇宙論を勉強しており、ビッグバンと「宇宙の晴れ上がり」も勉強しているのですが、どうして宇宙が晴れ上がった時の宇宙の大きさ（直径）が1000万光年ほど、とされているのか、ずーっと分からなかったのです。

ニュートンムック、インフレーション、パラレル宇宙論

でも、このニュートン別冊の５８ページの晴れ上がりのイラストを見て「分かってしまった」のです！

宇宙が始まった時、膨張を開始しましたが、最初は陽子と中性子と電子が超高温でバラバラのプラズマ状態になっており、光子も誕生したのですが、光が真っ直ぐ進めなかったので、その光を現代の我々も観測することはできなかったが、宇宙が膨張して温度が下がって約３０００℃になったころ、原子核と電子が結合して水素原子が出来て、光が真っ直ぐ進めるようになり、現代の我々からもCMBとして観測できるようになった。

https://ja.wikipedia.org/wiki/ビッグバン元素合成

この時の宇宙は、全ての宇宙の質量が７５パーセントの水素原子と２５パーセントのヘリウム原子になっていたとされています。それが球形の宇宙にびっしりと埋め尽くされている状態と考えることができるし、水素原子・ヘリウム原子の大きさと、全宇宙の元素量から水素原子・ヘリウム原子に換算した個数を計算して、これをかけ算すると、当時の宇宙の体積、つまり大きさが割り出せるというわけなんですね！その計算をやると、宇宙の大きさは１０００万光年になったということなんです。１０００万光年ずーっと水素原子やヘリウム原子に満ちているとは途方もない空間です！そして、それが重力で押しつぶされずに膨張し続けてるなんて、もの凄い斥力＝膨張エネルギーが働いていたものだなあと思います。