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a4f21d976

2024/12/28 8:18

99回答

質量保存の法則と言うのがあり、物質は増えもしなければ減りもしないと言うことですが、これが絶対的な法則だとすれば、ビッグバン以前から宇宙はあり、現在ある宇宙と同じ質量を既に有していたと考えられますが、

質量保存の法則と言うのがあり、物質は増えもしなければ減りもしないと言うことですが、これが絶対的な法則だとすれば、ビッグバン以前から宇宙はあり、現在ある宇宙と同じ質量を既に有していたと考えられますが、 この辺りどう考えたら良いんでしょうかね。

天文、宇宙 | 物理学・170閲覧

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回答（9件）

dragonfly

2024/12/28 22:01

他の回答者さんも言われているとおり、物質（質量）が消滅してエネルギーに変わったり、物質が存在しないところにエネルギーがあればエネルギーから物質（質量）が生じたりします。これについて、２つの考え方があります。 (1) 質量とエネルギーは一応、別のものと考える。この場合、質量は保存されないし、エネルギーも保存されない。 (2) 質量があればそれはそのままエネルギーだと考え、エネルギーがあればそれはそのまま質量だと考える。単位の換算は、有名な「E=Mc^2」によって行います。1kgの質量は、9×10^16J のエネルギーに相当します。このように考えた場合、質量（＝エネルギー）は保存されます。 (1)と(2)は、どちらで考えても構わないのですが、他人と話をする時は、どちらの考えに基づいて話しているのかを合わせないと、話がかみ合わなくなってしまうので注意しましょう。宇宙論の話をする時は、(2)で考える方が主流だと思います。 (2)で考えた場合、「ビッグバンの前には、物質はなかったがエネルギーはあった。そのエネルギーから現在の宇宙を構成する膨大な物質（質量）が作られた。この時、質量（＝エネルギー）保存の法則は成り立っている。」ということになります。 じゃあ、そのエネルギーはどこから来たのか？ という疑問が湧くと思いますが、これについては「インフレーション宇宙論」というものを調べてください。

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qqq********

カテゴリマスター

2024/12/28 14:49

私は宇宙の全ての物質があり続けていた考えです。 それで質量保存の法則は、自ずと成り立っていたのです。 回答したものを載せてみます。 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q11294204071 なお太陽が爆発した状況は、そこに載せているV８３８という超新星爆発に似たものです。 即ち上手く球状に囲って、更に中心から湧き出て来る水素を塞いだ為です。 しかし一度この爆発を起こすと、もう太陽は最初のように純粋な水素の塊状態がなくなって、多くの不純物が混ざってしまって、それでもう綺麗な膜状態が出来ない考えになります。 これでは爆発する原因もなくなったようなものです。

多度C

2024/12/28 13:33

ootさんのご回答のように、質量保存の法則というものは厳密には成り立っていません。 あれはどんな化学変化をしても変化の前と後で元素の種類や数は変わらないよ、というくらいの意味でしかありません。 核融合や核分裂のように、変化の前後で元素の種類も数も変わってしまうような現象もあるんです。 アインシュタインの特殊相対性理論により、エネルギーと質量は等価だということが示されました。質量はエネルギーに変わり、エネルギーは質量に変わるのです。 ですから質量は不変ではありません。 ビッグバン時には超高温の小さな火の玉状態でした。ビッグバン直後に各種の素粒子がそのエネルギーの中から生まれたと考えられています。 高温の中では全てが混沌としていて、原子のもとである陽子や電子もぐちゃぐちゃに存在している状態です。 宇宙が広がりながら温度を下げていくと、38万年ほど経った頃に陽子が電子を捕獲して水素原子が生まれたとされています。 こうして宇宙に大量の水素が生まれると、部分的に水素が集まってかたまりになり、その中心部は高温と高圧になって核融合を起こすようになります。 水素どうしが結びついてヘリウムに変わる、つまり小さな原子核どうしが結びついて大きな原子核に変わる 周期表でいえば原子番号の大きな元素が作り出されていくという反応です。 核融合で放出されるエネルギーにより光輝き、恒星になります。 恒星の中で次第に大きな元素が作られていき、やがて鉄が作られるようになると超新星爆発を起こしてそれまで作られていた様々な元素が飛び散ります。 超新星爆発の際には鉄より大きな元素も少量作られます。 そうして飛び散った様々な元素が、次の世代の星が生まれる時に取り込まれます。 地球が岩石や鉄のような原子番号が大きめの元素を多く持っているのは、太陽系が生まれるより前にあった恒星が爆発して飛び散った物を取り込んで出来ているからです。

ok2********

カテゴリマスター

2024/12/28 13:19

詳しく無いですが、ビッグバン以前は「無」ですから何も無い状態です。 空間が生まれ、そこに物質と反物質が発生したらしいです。 物質と反物質は打ち消し合い、少し多かった物質が残ったとされています。 物質の素粒子から単純な構造の原子である水素が最初に誕生し、そこから核融合などによって多くの原子（元素）が生まれました。 これらの物質は、原子や化合物の姿、素粒子の姿などに変化しますが総量は変わらないということだと思います。

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