ビッグバン後、星や銀河はどうやって生まれたの?
はじめに:宇宙が冷えて物質が集まるまで
前回の記事では、ビッグバンが起きた直後の宇宙が、とても高温で密度の高い、光も自由に飛び回れないような状態だったことをお話ししました。まるで濃い霧の中にいるような状態だった、とも例えられます。
ビッグバンから時間が経ち、宇宙がどんどん広がっていくにつれて、宇宙全体の温度は下がっていきました。そして、ビッグバンからおよそ38万年後には、宇宙は十分に冷えて、光が物質に邪魔されずに自由に飛び回れるようになりました。これを「宇宙の晴れ上がり」と呼んだりします。
この「宇宙の晴れ上がり」以降、宇宙の様子は大きく変わっていきます。それまでバラバラだった物質(水素やヘリウムなどのガス)が、お互いの重力(引っ張る力)によって少しずつ集まることができるようになったのです。今回の記事では、この物質の集まりが、どのようにして今の宇宙にある星や銀河になっていったのかを見ていきましょう。
宇宙で最初に生まれた星たち
宇宙が冷えて物質が集まれるようになると、まず最初に、ガスがより多く集まった場所が生まれ始めました。想像してみてください。少し濃い場所、薄い場所があったガスが、濃い部分がもっと濃くなろうとするイメージです。
ガスがたくさん集まってくると、その中心部分では重力がさらに強くなります。中心に集まったガスは、ぎゅっと押しつぶされて、とても高い温度になります。
そして、ある温度を超えると、その中心部分で核融合反応が始まります。これは、太陽がエネルギーを生み出しているのと同じ仕組みです。この核融合反応によって、宇宙で初めての星が誕生しました。
これらの最初の星は、今からおよそ130億年以上も前に生まれたと考えられています。現在の太陽よりもずっと大きくて、とても明るく輝いていましたが、その寿命は短く、数百万年から数千万年で一生を終えてしまったと言われています。
星が集まって銀河が生まれる
最初の星がいくつか生まれると、その星たちもまた、お互いの重力によって引き合い始めます。星の周りには、まだたくさんのガスも残っています。
これらの星やガスが、さらに大きなかたまりとなって集まっていきます。こうして、たくさんの星やガスが集まった巨大なグループが誕生しました。これが銀河です。私たちが住んでいる太陽系も、「天の川銀河」という銀河の中にある一つの星にすぎません。
銀河が生まれた後も、宇宙は広がり続け、銀河の中で新しい星が生まれたり、星が一生を終えたりを繰り返しながら進化していきます。小さな銀河が合体して、より大きな銀河になることもあります。
まとめ:宇宙はシンプルだった状態から今の姿へ
ビッグバン直後のシンプルで均一な状態だった宇宙は、広がるにつれて温度が下がり、物質が自由に動けるようになり、重力によって物質が集まることで、星や銀河が誕生しました。
最初に生まれた星が銀河を形作り、その銀河が進化や合体を繰り返すことで、今私たちが見ているような、数えきれないほどの星や銀河がきらめく豊かな宇宙が作られていったのです。
ビッグバン理論は、このように、宇宙がどのように始まり、そしてどのようにして現在の複雑な姿になったのかを説明してくれる、壮大な物語なのです。