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世界は火で終わると言う人もいれば、氷で終わると言う人もいるが、科学者たちはその答えが何であるかについて、これまで以上に確信を持っている。存在という壮大な舞台で、人類の幕が上がったばかりだが、私たちはすでに究極の問いに引き寄せられている。それは、すべてはどのように終わるのか、ということである。
太陽の穏やかな死から銀河の激しい崩壊、果てしない夜に解き放たれた漂流惑星から宇宙の揺らぎの理論まで、宇宙学者たちは、まばゆく恐ろしい可能性へとつながる時間の軌跡を辿ってきた。その結論の中には物理法則に基づくものもあれば、どれも不変や安全から程遠い宇宙を明らかにしている。
宇宙の凍結がゆっくりと消えていく様子に安らぎを感じる人も、炎の終焉の混沌に恐怖を感じる人も、このギャラリーをクリックして、私たちの宇宙がどのように終末を迎えるのか、あるいは迎えないのかを確かめてみよう。
私たちの太陽は、私たちが生きていくために必要な熱と光を生み出す、輝くガスの大釜である。太陽は水素をヘリウムに変えることでエネルギーを放出するが、すでにその寿命の半ばを過ぎている。数十億年後に水素が尽きると、太陽は膨張して巨大な赤色巨星になる。
約50億年後、太陽が赤色巨星期に入ると水星、金星、そしておそらく地球を飲み込むほどに膨張する可能性がある。あるいは少なくとも、地球は海が沸騰し、地表が膨大な量の紫外線にさらされ、カリカリに焼け焦げてしまうだろう。
赤色巨星が残りの層を宇宙に放出すると惑星状星雲（幽玄で輝くガスの殻）が形成され、燃え尽きた高密度の中心核は白色矮星として残され、暗闇の中でかすかに輝く。
太陽の重力がなければ、太陽系の残りの惑星は宇宙の暗闇に放り出され、放浪惑星、つまり恒星のない世界となり、誰にも触れられることなく単独で虚空を漂うことになる。
太陽系が消滅してから数十億年後、私たちの天の川銀河はアンドロメダ銀河と衝突、合体し、壮大でありながら混沌とした重力相互作用を起こす。この相互作用は、私たちの銀河系の姿を永遠に変えるだろう。しかし、宇宙全体の規模はどうなるのだろうか？
約140億年前に起こったビッグバンは、空間と時間の誕生を象徴する出来事だった。それは想像を絶するほど高温で高密度の特異点から始まり、爆発して膨張し、今日私たちが観測する広大な宇宙へと広がった。
ビッグバン以来、宇宙は絶えず膨張し続けている。この膨張は、宇宙が永遠に伸び続けるのか、崩壊するのか、それとも自ら分裂するのかを決定づけるものであり、あらゆる主要な宇宙終末論の核心となっている。
遠方の超新星の観測によって発見されたダークエネルギーは、宇宙を加速的に引き裂いているように見える。これは宇宙の終焉を決定づける最大の未知変数であり続けている。
宇宙の膨張が無限に続くと星は燃え尽き、銀河は分離し、温度は絶対零度に向かって急激に低下する。この静かで荒涼としたシナリオは、「ビッグフリーズ」あるいは「宇宙の熱的死」として知られている。
熱力学の第二法則によれば、エントロピー（無秩序性とランダム性）は常に増大する。最終的にはエネルギーが薄く広がり、いかなるプロセスも発生しなくなり、宇宙は死に、静止し、冷たくなってしまう。
宇宙の終焉に関するもう一つの理論は、ダークエネルギーが時間と共に強くなり、銀河、恒星、惑星、さらには原子さえも引き裂く可能性があるというものだ。「ビッグリップ」として知られるこの理論シナリオは、宇宙の構造が激しく崩壊することを予測している。
ビッグリップの変種であるファントムエネルギーは、超負圧を伴うダークエネルギーの一種である。膨張を加速させる通常のダークエネルギーとは異なり、ファントムエネルギーは時間の経過とともに強力になる可能性がある。その力は非常に強力になり、最終的にはあらゆる力を克服し、銀河、恒星、惑星、さらには原子さえも引き裂く可能性がある。
ビッグフリーズとは対照的に、ビッグクランチ理論は、宇宙の膨張が最終的に停止し、逆転すると提唱している。重力がすべてを再び引き寄せ、最終的には壊滅的な崩壊に至ると考えられている。
ビッグバウンスと呼ばれる科学理論は、宇宙がビッグクランチで収縮し、その後再び膨張して新たなビッグバンを起こす可能性を示唆している。これは特異点を回避し、宇宙の歴史を永続的に動かし続けることになる。
量子力学は、儀の真空という恐ろしい可能性を許容している。現在、宇宙は「儀の真空」（安定しているが最も安定した状態ではない状態）と呼べる状態にある。もし宇宙が突然、よりエネルギーの低い「真の真空」へと遷移すれば、光速で膨張し、物理法則を書き換え、何の前触れもなくすべて消滅させてしまうだろう。
ビッグバンの名残である宇宙マイクロ波背景放射は、すでに冷え始めている。時が経つにつれて、宇宙は爆発的な誕生の痕跡を一切残さずに取り残されるだろう。
いくつかの大統一理論によって予想されている仮説的な過程である陽子崩壊は、宇宙のすべての物質が最終的に亜原始粒子へと崩壊することを意味する可能性がある。もしこれが真実なら、恒星や惑星の原子さえも消滅してしまうだろう。
やがて、銀河は私たちの目では捉えられないほど加速する。光速で加速するため、銀河の光はもはや私たちに届かなくなる。その結果として観測可能な宇宙は縮小し、局所的な残骸だけが見えるようになる。
しかし、一つ確かなことは、宇宙全体の星々は数兆年かけて水素燃料を使い果たし、はるかに奇妙な存在へと変化していくということだ。新たな星形成が減少するにつれて、銀河はより暗くなっていくだろう。
すべての星が死滅した後に残るのはブラックホール、中性子星、そして黒色矮星といった異様な天体だけとなるだろう。これらの残骸は、深まる夜に静かに存在し、かつて活気に満ちていた宇宙のわずかなささやきとなるだろう。
ブラックホールはその巨大な質量と重力のおかげで、他のすべてのものよりも長く生き続けると予測されており、星や物質が消滅した後もずっと宇宙を支配するだろう。
理論物理学者スティーヴン・ホーキングは、ブラックホールは微弱な放射線を放出し、それがゆっくりと質量を失っていくと提唱した。長い時間をかけて、これらの巨大なブラックホールでさえ完全に蒸発し、物理世界における構造の章に終止符を打つことになる。
ブラックホールが消滅すれば、組織化された物質は残らない。宇宙は光も形もない真っ白なキャンバスとなり、そのエネルギーは拡散しすぎて何も創造も維持もできなくなる。永遠に何も起こらないのだ。
空間における微小なエネルギー変動が、自発的に新たな宇宙の誕生を引き起こす可能性がある。これはあくまで推測の域を出ないが、科学者たちは再生の可能性を確信している。
しかし、根底にある量子場が変化あるいは劣化すれば、時空そのものが永遠に存続することはないかもしれない。いくつかの理論では、実現の構造そのものが崩壊し、時間、空間、物質のない領域が残される可能性があるという。
もし多元宇宙が存在するなら、私たちの宇宙は数ある泡の中の一つの泡に過ぎないのかもしれない。別の宇宙では、私たちが消滅した後も生命が繁栄し続けるかもしれない。また、宇宙同士が衝突し、その内容を変化させたり消滅させたりする可能性もある。
将来の発見は、私たちの宇宙観を根本的に帰る可能性がある。今日私たちが真実だと思っている理論は、現実を完全に書き換えるほどの啓示への単なる踏み石に過ぎないかもしれない。これらの可能性がどのように展開していくかは、時が経てば分かるだろう。
こうした気の遠くなるような未来にもかかわらず、その遠い未来だからこそ、私たちには探求し、発見し、驚嘆する時間がたっぷり残されている。宇宙の死は絶望の理由ではなく、むしろ宇宙への畏敬の念を抱き、その脅威を抱き続けるためのきっかけとなるのだ。
未来のタイムスケールの広大さと私たちの観測限界を考えると、私たちは宇宙の最終章を実際に目撃することはできないかもしれない。その終わりは、たとえ認識できたとしても、私たちが認識できないほど異質な形で訪れるかもしれない。
出典: (Royal Museums Greenwich) (Natural History Magazine) (National Geographic)
宇宙はどのように終わるのか？
宇宙でさえも、永遠に続くものなどないのだ
ライフスタイル 科学
世界は火で終わると言う人もいれば、氷で終わると言う人もいるが、科学者たちはその答えが何であるかについて、これまで以上に確信を持っている。存在という壮大な舞台で、人類の幕が上がったばかりだが、私たちはすでに究極の問いに引き寄せられている。それは、すべてはどのように終わるのか、ということである。
太陽の穏やかな死から銀河の激しい崩壊、果てしない夜に解き放たれた漂流惑星から宇宙の揺らぎの理論まで、宇宙学者たちは、まばゆく恐ろしい可能性へとつながる時間の軌跡を辿ってきた。その結論の中には物理法則に基づくものもあれば、どれも不変や安全から程遠い宇宙を明らかにしている。
宇宙の凍結がゆっくりと消えていく様子に安らぎを感じる人も、炎の終焉の混沌に恐怖を感じる人も、このギャラリーをクリックして、私たちの宇宙がどのように終末を迎えるのか、あるいは迎えないのかを確かめてみよう。