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◇◇◇談話室・北極圏<別館>◇◇◇

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「北スウェーデン」
科学(自然)

宇宙論

・・・と言っても、私は「素粒子論的」宇宙論は門外漢。
と言うわけで、ここでは、プラズマ宇宙論なるものを取り上げたいと思います。

まずは、このプラズマ宇宙論と、ブログテーマである「(北)スウェーデン」との関係。
大いに有ります!

プラズマ宇宙論を最初に提唱したのは、Hannes Olof Gösta Alfvén(ハンネス・オーロフ・ヨスタ、アルヴェーン)。スウェーデン人プラズマ物理学者です。また、プラズマ物理学分野で唯一、ノーベル賞を受けている物理学者でもあります。
(※Alfvénをアルヴェーンと読む方がいますが、これは間違い。fvはスウェーデン語の古い表記で、fvでヴの発音をとります。もしくはfはvの前駆的なもの)

また、宇宙におけるプラズマ現象ー例えば、オーロラの発現と、それを引き起こすプラズマ粒子風=太陽風の関係を最初に、実験的に提唱したのは、Kristian Birkeland(クリスチアン、ビルケランド)。ノルウェー人物理学者です。彼は、その実験装置terrella(”小さい地球”という意味があります)で有名であり、実験装置のレプリカ(?)は、トロムソ大学博物館に展示されています。


***
以上前置きで、以下本題。

プラズマ宇宙論は、(私的見解では)ビッグバン理論の対極ではなく、さらには、宇宙マイクロ波背景輻射を全然説明できませんが、

宇宙(初期)磁場との相互作用。その相互作用の結果としての、例えば大局的スケールでは、銀河の回転曲線問題(小さいスケールでは、太陽系の角運動量分布問題)、メソスケールではプラズマ・フィラメントやジェットの形成、小さいスケールではへリオスフィア(太陽系圏)と星間空間の相互作用、etc etc.

などの現象を、スケーラブルに説明することが出来ます。

特に、私がずっと興味を持っているのは、磁気の起源。宇宙はもとより、私達の地球の「磁場」の起源さえ分かっていないのですから、本当に、磁気って不思議でもの凄く惹かれます。

従って、以前にちょっと取り上げた、SKA, The Square Kilometre Arrayプロジェクトの、一テーマ宇宙磁場(cosmic magnetism)には大いに関心があります。

SKAにおける宇宙磁場の検出は、ある波長(λ)をもつ電波がFaraday rotation(ファラデー・ローテーション)を受けて偏光(偏波)することを利用します。
偏光の角度は、λの2乗に比例し、さらに偏光計量に比例しますが、この偏光計量は、

電波の進行方向にある、プラズマ密度と進行方向に”平行な”磁場の全行程積分値

で与えられます。これは、プラズマ物理学である電磁気的(electromagnetic)プラズマ波動の分散関係を求める式からも得られます。

…どうです!原理は非常に簡単ではありませんか!
ただ、磁場は一成分だけ。電波進行方向に横たわるプラズマがどういう分布をしているかがunknownだと、偏光を見ても磁場を見ているのか、プラズマ分布をみているのか分からないという難点はあります。


***
7月上旬に、ヒッグス粒子に関するプレスがあったようですが、そのことで研究滞在先(日本)の研究室のスタッフとちょっと議論をしました。

●ヒッグス粒子が見つかるのが嬉しいか、それとも、ヒッグス粒子は結局見つからなくて、質量起源探索は白紙に戻り、素粒子業界は新たなる理論を構築する必要に迫られる。

●そもそも、質量の起源が分かって、何が楽しい。(と素粒子屋さんに言ったら、きっと怒られますねぇ~:苦笑)

私個人は、物理屋なら、真理の探求はやめてはいけないと思いますが、自然の摂理にもちゃんと目を向けるべき、だと常々思っています。自然の摂理(現象という形をとる)に注目すると、演繹的にしか物理が出来ませんが、私にはそれが合っているし、それを行う過程がまた楽しくあります。

…そういうわけで、私は、プラズマ宇宙論的方法論支持者であります。


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