導入
| 年表 宇宙論の標準模型 |
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宇宙論の標準モデルは、現在（2010 年）、観測可能な宇宙の歴史の主要な段階と、天体観測によって明らかになった現在の内容を最も満足のいく方法で記述する宇宙論モデルに与えられた名前です。 「宇宙論の標準模型」という用語は、素粒子物理学の標準模型に触発されています。後者と同様に、宇宙を注意深く詳細に説明できるという特徴がありますが、宇宙の特定の構成要素の性質やそれらの相対的な存在量は説明されません。
宇宙論の標準モデルという用語は、宇宙論に関連する大量の天文観測、特に SDSS や 2dFGRS のような新しい銀河カタログの到着、宇宙マイクロ波背景放射による 宇宙マイクロ波背景放射の異方性のますます詳細な観測の到着に続いて、2000 年頃に出現しました。 BOOMERanGと Archeops の実験、次に WMAP衛星、さらには遠方の超新星や重力せん断効果の観測も行われました。
宇宙論の標準モデルは、現代の宇宙論がいわゆる「精密」時代に入ったという事実を示しており、大量のデータにより、宇宙論モデルと観測の間の非常に限定的な対立が可能になります。
問題の位置: 現実的な宇宙論モデルとは何ですか?
観測可能な宇宙の 2 つの主な特徴は、大規模なスケールでは均一かつ等方性であることと、膨張していることです。したがって、宇宙論の目標は、そのような宇宙を記述し、そこで形成された構造を説明するモデルを提案することです。実際には、宇宙の膨張の力学は一般相対性理論、あるいはおそらく別の相対論的な重力理論によって支配されます。これは、観測されたように宇宙が均一で等方性である場合、宇宙には一般に力学がある (膨張または収縮のいずれかである) と予測します。観測された宇宙の膨張は、過去の宇宙がより密度が高く、より高温であったことを示しています。特定の数の兆候、特に軽元素の豊富さ（原始元素合成による）は、この高温相が少なくとも 10億度の温度に達したことを示しています。これがビッグバンです。
現在の宇宙には、星、銀河、銀河団、超銀河団などの構造が多数存在しており、大きなスケールでは均質ですが、小さなスケールではかなり不規則です。一方、宇宙マイクロ波背景放射を使用してビッグバンから 38 万年後の宇宙を観察すると、当時の宇宙は現在よりもはるかに均質であったことがわかります。ジーンズ不安定メカニズムは、なぜ天体物理学的物体が最初はわずかに不均一な物質の分布から形成される可能性があるのか、重力の引力効果がその環境よりも密度の高い領域が近隣の物質を引き付けるのに役立つ傾向があるのかを説明するのに役立ちます。したがって、宇宙の大きな構造は徐々に形成されていきました。この大きな構造の形成プロセスの詳細は、数多くのパラメータ、特に宇宙を満たす物質の形態の特性に依存します。
したがって、現実的な宇宙論モデルの目的は、すべての観測をできるだけ正確に説明できるシナリオを提案することです。基本的に次の 2 つの段階があります。
- 原初の宇宙論に関係するもので、次のことを説明しなければなりません。
- ビッグバンの間、宇宙はどのようにして非常に均質な状態になったのか、それは宇宙マイクロ波背景放射によって観察されます。
- なぜ当時すでに小さな不規則性が存在していたのか、
- 私たちが知っているさまざまな形の物質（バリオン物質（原子）、ニュートリノ、光子）がどのようにしてビッグバンから来たのか。
- 観測宇宙論にもっと関係するもので、次のことを説明する必要があります。
- 銀河カタログによって明らかにされた銀河、銀河団、超銀河団の現在の分布、
- これらの物理的特性 (サイズ、質量、温度など)、
- 宇宙の歴史のより古い時代を観察することによって、これらの天体の現在の分布と過去の分布を比較することによって観察される、それらの分布の進化。
