We know about our universe’s past: the Big Bang theory predicts that all matter, time, and space began in an incredibly tiny, compact state about 14 billion years ago. And we know about the present: scientists’ observations of the movement of galaxies tell us that the universe is expanding at an accelerated rate. But what about the future? Do we know how our universe is going to end?
我々は宇宙の過去については知っています ビッグバン理論によると すべての物質 時間 空間が 約140億年前 非常に小さく 高密度な状態から始まったとされています 我々は現在についても知っています 科学者が観測した銀河の動きは 宇宙は膨張速度を加速させながら 拡大していることを示しています でも未来についてはどうでしょうか 宇宙がどう終わるか 我々は知っているでしょうか
Cosmologists have three possible answers for this question, called the Big Freeze, the Big Rip and the Big Crunch.
宇宙学者たちはこの疑問に対し 3つの可能性を示しています 「ビッグフリーズ」と 「ビッグリップ」 「 ビッグクランチ」です
To understand these three scenarios, imagine two objects representing galaxies. A short, tight rubber band is holding them together— that’s the attractive force of gravity. Meanwhile, two hooks are pulling them apart— that’s the repulsive force expanding the universe. Copy this system over and over again, and you have something approximating the real universe. The outcome of the battle between these two opposing forces determines how the end of the universe will play out.
この3つのシナリオを理解するために 銀河を表す2つの物体を イメージしてみましょう 短く強い輪ゴムは 銀河同士が離れないようにしています これは引き合う力を及ぼす 重力のことです 一方 2つの鉤が銀河同士を 引き離そうとしています これは宇宙を膨張させる斥力です このような系をいくつも作ると 現実の宇宙に近いものが得られます この正反対の力が 競い合った結果により 宇宙の終わり方が決まります
The Big Freeze scenario is what happens if the force pulling the objects apart is just strong enough to stretch the rubber band until it loses its elasticity. The expansion wouldn’t be able to accelerate anymore, but the universe would keep getting bigger. Clusters of galaxies would separate. The objects within the galaxies– suns, planets, and solar systems would move away from each other, until galaxies dissolved into lonely objects floating separately in the vast space. The light they emit would be redshifted to long wavelengths with very low, faint energies, and the gas emanating from them would be too thin to create new stars. The universe would become darker and colder, approaching a frozen state also known as the Big Chill, or the Heat Death of the Universe.
ビッグフリーズのシナリオは 物体を引き離す斥力が輪ゴムを引っ張り その弾性を ちょうど失わせる程度の 強さである時に起こります 宇宙の膨張速度は これ以上加速しませんが 宇宙は拡大し続けます 銀河団は離れ離れになり 銀河内部の天体 そして 恒星や惑星 恒星系は 互いに遠ざかり ついに銀河はばらばらになり 広大な空間に天体がぽつぽつと さまようだけになります (遠ざかる)天体が放つ光は とても低い 微かなエネルギーをもった 長波長側へと赤方偏移し 天体が発するガスは薄すぎて 新しい星は作られないでしょう 宇宙は暗く冷たくなり 凍結状態に近づき「ビッグチル」とも 「宇宙の熱的死」とも 呼ばれる状態になります でももし斥力がとても強く
But what if the repulsive force is so strong that it stretches the rubber band past its elastic limit, and actually tears it? If the expansion of the universe continues to accelerate, it will eventually overcome not only the gravitational force – tearing apart galaxies and solar systems– but also the electromagnetic, weak, and strong nuclear forces which hold atoms and nuclei together. As a result, the matter that makes up stars breaks into tiny pieces. Even atoms and subatomic particles will be destroyed. That’s the Big Rip.
輪ゴムが弾性限度を超えて 切れてしまった場合はどうでしょう? もし宇宙の膨張が加速し続ければ ついには重力に打ち勝ち 銀河や恒星系を ばらばらに引き裂くだけでなく 原子や原子核を成り立たせている電磁力や 強い力 弱い力も負かします その結果 星を構成する物質は粉々になり 原子や亜原子粒子さえ破壊されます これがビッグリップです では3つ目のシナリオ
What about the third scenario, where the rubber band wins out? That corresponds to a possible future in which the force of gravity brings the universe’s expansion to a halt— and then reverses it. Galaxies would start rushing towards each other, and as they clumped together their gravitational pull would get even stronger. Stars too would hurtle together and collide. Temperatures would rise as space would get tighter and tighter. The size of the universe would plummet until everything compressed into such a small space that even atoms and subatomic particles would have to crunch together. The result would be an incredibly dense, hot, compact universe — a lot like the state that preceded the Big Bang. This is the Big Crunch.
輪ゴムが勝ったらどうでしょう? この未来図では 重力が宇宙の膨張を停止させ 収縮へと反転させます 銀河が互いに急速に接近し 収縮するにつれて 重力はさらに強まります 星同士も猛スピードで衝突します 空間の収縮とともに温度も上昇します 宇宙は急激に縮まり すべての物体が極微の空間に収縮し 原子や亜原子粒子さえ潰されます 最終的には とてつもなく高密度で 高温の小さな宇宙となります ビッグバン以前の状態と よく似ています これがビッグクランチです この物質からなる微小な点は爆発して 次のビッグバンが起こるのでしょうか
Could this tiny point of matter explode in another Big Bang? Could the universe expand and contract over and over again, repeating its entire history? The theory describing such a universe is known as the Big Bounce. In fact, there’s no way to tell how many bounces could’ve already happened— or how many might happen in the future. Each bounce would wipe away any record of the universe’s previous history.
宇宙は膨張して収縮するという一生を 何度も繰り返すのでしょうか このような宇宙を記述する理論は 「ビッグバウンス」と呼ばれます 実は バウンスが過去に何度起きた 可能性があるかを知る方法はありません 将来 何度起きるかについても 分かりません バウンスが起きるとそれ以前の 宇宙の歴史は消し去られます
Which one of those scenarios will be the real one? The answer depends on the exact shape of the universe, the amount of dark energy it holds, and changes in its expansion rate. As of now, our observations suggest that we’re heading for a Big Freeze. But the good news is that we’ve probably got about 10 to the 100th power years before the chill sets in — so don’t start stocking up on mittens just yet.
このシナリオのうち どれが実際に起きるでしょうか 答えは宇宙の正確な形と 宇宙が有するダークエネルギーの量 そして 膨張速度の変化によります 今のところ 観測結果から ビッグフリーズに向かっているとされます 幸いなことに 凍結が起きるのは おそらく10の100乗年ほど後のことです ですから手袋の買いだめには まだ少しだけ早すぎるようです