四つの力:宇宙・200億年の旅ー3

電磁力、弱い力、強い力、重力

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ボールもバットも「原子の目」から見れば内部はほとんどカラである。ただ、一つ一つの原子は電磁力によって網の目の様に互いに結合している。したがってボールやバットが硬いのも、この力の場が生んだ見せかけの硬さに他ならない。また、ボールが弾き飛ばされる現象も電磁力で説明できる。ボールとバット、それぞれの原子に含まれる電子と電子の間に無数の光子が行き来し、両方の作用を仲介する。電子はマイナスの電気を帯びているから、相手の力が伝われば激しく反発し、その結果ボールを弾き飛ばす。

 

弱い力は太陽や星のエネルギーを生み出すうえで重要な力であり、同時に放射能を出し、原子核が崩壊する時の主役である。あるものは不安定であり崩壊して安定した核に変わろうとする。その崩壊の引き金になるのが弱い力である

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強い力は原子核内部の陽子や中性子をしっかりと結びつけている力である。これがなかったら原子もこの世になく、宇宙はクォークの霧が漂っていたことであろう。強い力はグルーオンという粒子が仲介する。クォーク同志を伸び縮みするゴムひもで結びつけたようなものである。最後は重力、質量のあるものになら、なんにでも働く力である。四つの力の中で一番弱い。しかも引きつけるだけ、反発しようとはしない。どこまでも伝わって星や銀河を結びつけているのも、この力である。

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「アインシュタインの重力子や光子の理論は、私たちの重力や電磁力の理解を深めてくれました。当時はこの二つの力しか知られていませんでしたが、後に弱い力と強い力が発見されて、その理論をつくる時には、やはりアインシュタインの理論が役立ちました」

 

統一理論への道

しかし、アインシュタインはこれらの業績に満足していませんでした。なぜ自然界にある四つの力は別々に存在するのか?なぜ宇宙は今のような状態になったのか?

神様はこの宇宙を御造りになるにあたって、本当にあれこれ、やり方を変えてみようと思ったのだろうか?」-アルバート・アインシュタイン

 

アインシュタインのアイデアは「超重力理論」「超対称性理論」「スーパーストリング理論」などに受け継がれているが、現在は継ぎはぎだらけの状態である。

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