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ビッグバンから宇宙をつくるシミュレーター

サイコロを振ると、宇宙の性質（物質の量・ダークエネルギーの量・空間の曲がり・ゆらぎの大きさ）がランダムに決まり、ビッグバンから終わりまでを計算します。結論から言うと、値によっては星がひとつもできない宇宙や、星が密集しすぎた宇宙になります。SEADICEが決めたランダムの範囲で1000個の宇宙を試すと、星ができない宇宙が約4分の1、星が密集しすぎる宇宙が約4分の1、星と銀河ができる宇宙が半分ほどでした（範囲を変えれば割合も変わります）。私たちの宇宙の値は、星ができる範囲に入っています。ただし、どんな値の宇宙が「ありえる」のかは誰にもわかっていません（ランダムの範囲はSEADICEが決めたものです）。

あなたが作った宇宙（この端末だけの記録）

よくある質問

宇宙の値が少し違ったら、星はできないの？

値によってはできません。このシミュレーターで1000個の宇宙を試すと、約4分の1で星ができませんでした。ダークエネルギーが強すぎると物質が集まる前に宇宙が広がりすぎ、ゆらぎが小さすぎるとガスが集まりません（Weinberg 1987、Tegmark & Rees 1998）。ただし「どの値がどれくらい起こりやすいか」はわかっていないので、割合そのものに意味があるわけではありません。

私たちの宇宙の値は本当なの？

「私たちの宇宙」の値は、宇宙背景放射の観測（Planck 2018）から求めた値です。このシミュレーターで計算すると、年齢は約138億年、晴れ上がりは約38万年後になり、観測から求めた値とよく合います。一方、最初の星と星づくりのピークの時刻は、観測に合わせて決めた目安なので、合うのは当然で、確かめたことにはなりません。

生命が生まれる宇宙かどうかもわかる？

わかりません。生命が生まれる条件はわかっていないので、このシミュレーターは生命について判定しません。比べられるのは「星ができてから、太陽系ができるまでにかかった時間（約90億年）」だけです。

このシミュレーターの仕組みと限界

• 宇宙の膨張は、物質・ダークエネルギー・放射（光）・空間の曲がりの量から計算しています（フリードマン方程式）。私たちの宇宙の値で計算すると、年齢は約138億年になります。
• 物質のかたまりの育ち方は「線形成長」という、ゆらぎが小さいときの計算です。実際の銀河づくりはもっと複雑です。
• 「最初の星」と「星づくりのピーク」の時刻は、私たちの宇宙で観測や計算の目安（最初の星は赤方偏移 z≈20、ピークは z≈1.9）に合うように係数を決め、その係数をほかの宇宙にも当てはめた目安です。ガスの冷え方・原子の量（η）の違いなどは入っていません。
• つぶれる宇宙では、膨張が止まるまでの星づくりだけを見ています。つぶれていく途中のことは計算していません。
• 宇宙の網の図は、2次元の平面で、粒子をゆらぎの向きに動かす「ゼルドビッチ近似」（Zel'dovich 1970）で描いています。すじが太くなりすぎるので、途中で育つのを止めて表示しています。図の明るさは粒子の数だけで、光や星を描いたものではありません。
• 元素の割合は、ηが4〜8の範囲だけで使える近似式（Steigman 2007）です。
• ゆらぎの大きさ Q の目安（Q<10^-6 だと星や銀河がほとんどできない、Q>10^-4 だと星が密集しすぎる）は Tegmark & Rees 1998 の見積もりです。
• ランダムの範囲（物質は0.05〜20倍、ダークエネルギーは0.01〜1000倍か、マイナス、など）はSEADICEが決めました。実際にどんな値がありえるのかはわかっていません。

出典

1. Planck Collaboration (2020). Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 641, A6. doi:10.1051/0004-6361/201833910
2. Steigman, G. (2007). Primordial Nucleosynthesis in the Precision Cosmology Era. Annual Review of Nuclear and Particle Science, 57, 463. doi:10.1146/annurev.nucl.56.080805.140437
3. Guth, A. H. (1981). Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems. Physical Review D, 23, 347. doi:10.1103/PhysRevD.23.347
4. Bromm, V., & Larson, R. B. (2004). The First Stars. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 42, 79. doi:10.1146/annurev.astro.42.053102.134034
5. Madau, P., & Dickinson, M. (2014). Cosmic Star-Formation History. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 52, 415. doi:10.1146/annurev-astro-081811-125615
6. Riess, A. G., et al. (1998). Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant. The Astronomical Journal, 116, 1009. doi:10.1086/300499
7. Perlmutter, S., et al. (1999). Measurements of Ω and Λ from 42 High-Redshift Supernovae. The Astrophysical Journal, 517, 565. doi:10.1086/307221
8. Tegmark, M., & Rees, M. J. (1998). Why Is the Cosmic Microwave Background Fluctuation Level 10^-5? The Astrophysical Journal, 499, 526. doi:10.1086/305673
9. Weinberg, S. (1987). Anthropic Bound on the Cosmological Constant. Physical Review Letters, 59, 2607. doi:10.1103/PhysRevLett.59.2607
10. Connelly, J. N., et al. (2012). The Absolute Chronology and Thermal Processing of Solids in the Solar Protoplanetary Disk. Science, 338, 651. doi:10.1126/science.1226919
11. Zel'dovich, Ya. B. (1970). Gravitational instability: An approximate theory for large density perturbations. Astronomy & Astrophysics, 5, 84. ADS

続けて使える道具

• 銀河と星の一生シミュレーター（ビッグバンから星と惑星が生まれて消えるまで）
• 惑星と生命の一生シミュレーター（惑星に生まれ、生き物が生まれて滅ぶまで）

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最終更新: 2026年10月20日