COSMOLOGY / ビッグバン以前の謎

宇宙ができる前には、何があった？

光でさかのぼれるのは、宇宙うちゅうが約38万年のころまで。その先は手がかりと仮説の世界です。どこまで分かっていて、どこから分からないのかを、確かさの色で見分けよう。

動かして確かめる ↓絵で理解する ↓
イラスト＋体験入門から専門へ
「いま」から過去へさかのぼる光の帯の模式図。約38万年後の「いちばん古い光」の壁までは光で見えるが、その先は手がかりから推し量る時代で、さらに奥では道がいくつにも分かれて暗闇に消えていく。時間と距離は模式的。
「いま」から過去へさかのぼる光の帯の模式図。約38万年後の「いちばん古い光」の壁までは光で見えるが、その先は手がかりから推し量る時代で、さらに奥では道がいくつにも分かれて暗闇に消えていく。時間と距離は模式的。

30秒でわかる答え

まだ分かっていません。光でさかのぼれるのは宇宙うちゅうが約38万年のころまでで、それより前は元素の量や空のゆらぎなどの手がかりから推し量ります。最初の一瞬に宇宙うちゅうが急膨張ぼうちょうしたとする「インフレーション」は有力な説明ですが、決め手はまだ見つかっていません。その手前に何があったのか、そもそも「前」があるのかは、いくつもの仮説が競っている段階です。

光で見える最古
約38万年後宇宙背景放射。光でさかのぼれる限界
有力な説明
急膨張インフレーション。決め手の原始重力波は未発見
その前
仮説の段階「前」があるかも分かっていない

ILLUSTRATED JOURNEY

確かさの順に、過去へ

手がかりで分かること、有力な説明、まだ決め手のないこと、そして物理の地図の端。4枚の図でたどります。

宇宙で最初にできた元素の割合（重さ）を表した円グラフの模式図。水素が約4分の3、ヘリウムが約4分の1で、最初の数分の計算（点線の輪）と観測がよく合う。左は陽子と中性子が重水素、ヘリウムの原子核になる流れ。
強い手がかり

元素が語る「最初の数分」

直接は見えない時代も、残された手がかりで調べられます。宇宙うちゅうで最初にできた元素は、重さで水素が約4分の3、ヘリウムが約4分の1。最初の数分の計算と観測かんそくがよく合い、熱い初期宇宙うちゅうの強い証拠になっています。

リチウムだけは、観測が計算の約3分の1しかなく、理由は研究中です。

空の反対側から届く背景放射の温度がそろっていることを示す模式図。中央の私たちに、正反対の2か所から同じ温度の光が届く。2か所は光でも行き来できないほど離れているが、インフレーションの前はすぐ隣どうしだったと考えると説明できる。
有力な説明

離れた空が、同じ温度なのはなぜ？

空の正反対の方向から届く背景放射ほうしゃは、ほぼ同じ温度です。2か所は光でも行き来できないほど離れているのに、なぜそろっているのでしょう。インフレーションは「急膨張ぼうちょうの前は、すぐ隣どうしでなじんでいた」と説明します。

温度の差は約10万分の1。インフレーションは、このわずかなゆらぎの性質もうまく説明します。

背景放射の偏光（光のふるえの向き）を短い線で表した模式図。左は温度のゆらぎからできる模様で、すでに観測されている。右は、原始重力波があれば残るはずの「うず巻き」の模様で、まだ見つかっていない。
決め手はまだ

原始重力波の「うず」を探す

インフレーションが本当なら、空間そのものをゆらす波（原始重力波）が、背景放射ほうしゃの偏光に「うず巻き」の模様を残したはずです。宇宙うちゅうと地上の望遠鏡が探していますが、まだ見つかっていません。日本の LiteBIRD も、2030年代の打ち上げを目指しています。

2014年に「発見」と発表された信号は、のちに天の川銀河のちりの影響と区別できないと分かりました。

さかのぼるほど、いま見える範囲の宇宙が小さく熱くなる様子を、右から左へ細くなる筒で表した模式図。上から重力の理論（一般相対論）、下からミクロの理論（量子論）の矢印が先端に集まり、約10⁻⁴³秒（プランク時間）では両方をまとめた理論が必要になるが、その理論はまだ完成していない。
問いの形も分からない

物理の地図が途切れるところ

さかのぼるほど、いま見える範囲の宇宙うちゅうは小さく、熱くなります。約10⁻⁴³秒（プランク時間）より前は、重力の理論とミクロの理論を同時に使う必要がありますが、両方をまとめた理論はまだ完成していません。「前」があるのかどうかも、この先の問題です。

この先についての仮説は、このあとの体験で比べられます。

TOUCH AND DISCOVER

時間をさかのぼって、どこまで分かっているかを見る

スライダーで過去へさかのぼると、帯の色（確かさ）が変わります。いちばん奥の「？」には、仮説を入れて比べられます。

TIME MACHINE · さかのぼる時間 いま

?縮む膨張する跳ね返りふちのない「底」時間 →私たちの宇宙？前の宇宙次の宇宙?加速器で再現できる温度いま？仮説有力な説明強い手がかり見えている10⁻⁴³秒10⁻³⁶秒?10⁻¹²秒1秒38万年138億年?ビッグバン（意味2：熱い宇宙の始まり）ビッグバン（意味1：時刻ゼロ）は目盛りの外。0は描けない目盛りは対数（1目盛りごとに時間が10倍）。左ほど目安で、仮説の図は考え方のたとえです← 過去
← 過去（？）いま →

目安の時刻約138億年

確かさ見えている光で直接観測している

どうして分かる？背景放射や宇宙の膨張の観測から、宇宙の年齢を推定しています。

ここから、過去へさかのぼってみよう。

「ビッグバン」の意味で、インフレーションの位置が変わる

ボタンを押すと、図の帯にビッグバンの位置を表示します。

いちばん奥の「？」に入れてみる考え

いまの正直な答え：分からない

現在の答え

考え：どの仮説も、観測で選び分けられる段階には達していません。どれも違う可能性もあります。

確かめる手がかり：原始重力波（背景放射の「Bモード」）と、空のゆらぎの精密な観測が、選び分けの手がかりになります。

提案：—

時間の目盛りは対数（1目盛りごとに10倍）で、左ほど目安です。仮説の図は考え方のたとえで、実際の宇宙の姿を描いたものではありません。

LEARN AT YOUR LEVEL

宇宙のふしぎを、もう少し。

入門から少し専門的な話題まで。4つの段階で、知っておきたいポイントを短く紹介します。

入門

「前」があるかも、まだ分からない

宇宙うちゅうの始まりについて、確かなことはまだ分かっていません。

  • 光で見えるのは、宇宙うちゅうが約38万年のころから。
  • その前の時代は、元素の量などの手がかりで調べている。
  • いちばん最初については、いくつもの仮説がある段階。
基礎

見えない時代を、手がかりで調べる

直接見えない時代も、残された手がかりから推し量れます。

  • 宇宙うちゅうにあるヘリウムの量は、最初の数分の計算とよく合う。
  • 背景放射ほうしゃの細かい模様には、もっと前の時代の情報も残っている。
  • 加速器で確かめた物理は、約1兆分の1秒のころまでさかのぼって使える。
発展

インフレーションは有力だが、確定ではない

最初の一瞬の急膨張ぼうちょうは、多くの観測かんそくをうまく説明します。

  • 宇宙うちゅうが平らに近いことや、離れた方向の温度がそろっていることを説明する。
  • 空のゆらぎが、大きさによらずほぼ同じ強さで、ごくわずかに傾いている性質は、予言とよく合う。
  • 決め手の原始重力波は見つかっておらず、何が急膨張ぼうちょうを起こしたのかも分かっていない。
  • 「ビッグバン」を熱い宇宙うちゅうの始まりの意味で使うと、インフレーションはビッグバンの「前」になる。
専門

時刻ゼロ、量子重力、そして仮説たち

時刻ゼロの一点（特異点）は、一般相対論を過去へのばした計算の結果で、観測かんそくしたものではありません。

  • プランク時間（約10⁻⁴³秒）より前を扱うには、量子重力の理論が要る。候補はあるが、確立したものはない。
  • 平均して膨張ぼうちょうし続ける宇宙うちゅうは、過去へ無限にはさかのぼれない（ボード・グース・ビレンキンの定理、2003年）。インフレーションの手前にも説明が要る。
  • 無境界仮説（ハートルとホーキング）などの量子宇宙うちゅう論は、数学的な扱いも含めて議論が続いている。
  • 跳ね返り（バウンス）模型の多くは原始重力波が非常に弱いと予言する。原始重力波が見つかるかどうかは、仮説を選び分ける手がかりになる。
  • インフレーションは1980年前後に、スタロビンスキー、佐藤勝彦、グースらがほぼ同じ時期に提案した（佐藤の呼び名は「指数関数的膨張ぼうちょう」）。

2026年10月17日時点の観測値：背景放射の総合解析（2025年末）で、原始重力波の強さ r < 0.034（95%）。ゆらぎの傾き n_s は約0.968（背景放射のみ）〜約0.973（宇宙の大規模構造のデータを加えた場合）。JAXA の LiteBIRD は2036年度の打ち上げを目指している。

1 QUESTION CHECK

図のあとに、1問だけ

インフレーション（最初の一瞬の急膨張）の、いまの状況として正しいものは？

答えを1つ選んでください。

COMMON QUESTIONS

よくある誤解

ビッグバンの前は「無」だった？
分かっていません。「無から生まれた」とする仮説はありますが、そこでの「無」は空っぽの空間ではなく、空間も時間もない状態を指します。観測で確かめる方法は、まだありません。
「前」がないって、どういうこと？
時間そのものが宇宙とともに始まったなら、「その前」は問いとして成り立たないかもしれません。ホーキングは「南極より南はない」というたとえを使いました。ただし、これも仮説の1つです。
インフレーションは証明された？
まだです。多くの観測とよく合う有力な説明ですが、決め手となる原始重力波は見つかっていません。日本の LiteBIRD などが探す計画です。
原始重力波は2014年に見つかったのでは？
2014年に南極の望遠鏡 BICEP2 のチームが発見の可能性を発表しましたが、翌年のプランク衛星などとの共同解析で、天の川銀河のちりの影響と区別できないと分かりました。今も見つかっていません。
ブラックホールの中で宇宙が生まれた説は本当？
2025年に発表された仮説の1つで、縮んだ宇宙が跳ね返ったとする「バウンス」の仲間です。報道で広まりましたが、観測で確かめられてはいません。

科学的な前提と出典

時刻ゼロの一点は計算を過去へのばした結果で、観測したものではありません。インフレーションは有力な説明ですが未確定で、その前についての考えはすべて仮説です。年ごとに変わる観測値は、専門の段の注記にだけ日付つきで記しています。図の時間の目盛りは対数で、仮説の図は考え方のたとえです。

資料確認日：2026-10-17

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