今から138億年前ビッグバンが起きて、我々が生きるこの宇宙は誕生したと言われています。何もない「無」から突然超ドデカい宇宙規模の大爆発が起こる…？この時点で既に理解不能です。何言ってんの？って感じですね。
真空は「ゆらいでいる」
実は真空は我々が思う「無」とはどうやら違うもののようです。巨大加速器で真空の一点に非常に高いエネルギーを集中させると、真空の一点から粒子と反粒子が対で生まれてくるのだそう。粒子と反粒子は基本的に対で生まれてきて、この二つが重なると消滅してエネルギーの塊に戻ってしまう。
ビッグバン（原始宇宙）もそういった真空の揺らぎから生まれて、本来対となって消滅してしまう粒子と反粒子の割合が10億分の1程度ずれていたことから消滅せずに残ったことで、今の宇宙が出来たと言われています。
このずれがどうして起きたのかについてはいまだに解明されていませんが「宇宙初期の相転移により、ニュートリノに物質と反物質の入れ替えを可能とさせた」というレプトジェネシス機構が有力な模様。
相転移とは水が100度以上に加熱されると水蒸気に変わる、水が0度を下回ると氷になるといったような、温度によって物質の様相が変化することなどを指します（物質は臨界温度と呼ばれる特定の温度で変化する）
ニュートリノは電気的に中性な物質の為、初期宇宙の相転移の中でできた宇宙ひもとよばれるチューブ状の磁場の重力波がニュートリノの反粒子を粒子に変異させて物質が消滅せずに残されることにつながったのではないかという仮説です。
量子力学の「トンネル効果」と原始宇宙
目に見えない小さな量子力学の世界では物質の存在は確定的ではなく、生存確率が波に似た素粒子はエネルギーの壁を通り抜けることができる。真空はそうして観測されないほど短い時間の間に粒子と反粒子の生成と消滅を繰り返しているのだそう。
素粒子よりも小さな原子宇宙も、素粒子と同様にトンネル効果が働き、宇宙はエネルギーの壁を通り抜けてプランク長さの時空として生まれてきた。
原子宇宙にはエネルギーが高く質量の大きな原始の光が満ちており、その原始の光は真空から無数の粒子と反粒子を生み出した。時空はエネルギーが持っている斥力によって爆発的に膨張していった（インフレーション）。粒子と反粒子は重なって消滅し原始の光に戻っていったが、インフレーション後の相転移が宇宙ひもと呼ばれる網状構造を作り出し、宇宙ひもの重力波がニュートリノの反粒子を粒子に変異させたことで、今の宇宙のすべての物質が消滅せずに残されたのではないか…と考えられているのです。
宇宙が生まれて0.00001秒後、宇宙の温度が10億度Kに下がると、陽子と中性子が結合して水素やヘリウムの原子核が生まれた。
更に宇宙の温度が1万度Kに下がると、自由に飛び回っていた電子が原子核に捉えられて、原子が生まれた。電子は光をさえぎる為、飛び回っていた電子のせいで宇宙は不透明な雲のようだったが、電子が原子核に捉えられることで宇宙は透明になり、光は直進を始めた。宇宙誕生から10万年後のこと。
現在の原子の中の真空は電子が原子核に捉えられた時の初期宇宙の真空をそのまま保存している。
つまり、私たちの身体を作り上げる炭素を始めとする様々な原子の中にはビッグバン直後の原始の宇宙が閉じ込められているというわけです。
