レプトン時代：初期宇宙を支配した軽粒子の時代

宇宙が誕生した直後の極めて短い時間の中で、物質の主役が次々と入れ替わる劇的な変化が起こりました。その中でも、ビッグバンから約1秒後から始まったレプトン時代は、宇宙の質量分布と組成を決定づける重要な転換点となりました。

この時代は、それまでの「ハドロン時代」に存在したハドロン（陽子や中性子などの重い粒子）と反ハドロンの大部分が互いに衝突して消滅し、宇宙に軽粒子であるレプトン（電子やニュートリノなど）が支配的な状況になったことで幕を開けました。

Key Facts

レプトン時代の初期段階では、宇宙の温度が依然として非常に高く、エネルギーからニュートリノや電子・陽電子のペアが絶えず生成される環境にありました。しかし、宇宙の膨張に伴い温度が低下すると、これらの粒子を生成するのに十分なエネルギーが得られなくなります。

ビッグバンから約10秒が経過した頃、温度はさらに低下し、電子と陽電子が互いに衝突して光（光子）に変わる対消滅が徐々に進行しました。この過程でほとんどの電子と陽電子は消え去りましたが、ごくわずかに残った電子が、宇宙全体の電荷を中和させる役割を担い、現在の宇宙まで引き継がれることになりました。

この時代におけるもう一つの決定的な出来事がニュートリノ脱結合です。それまでニュートリノは他の粒子と頻繁に相互作用していましたが、宇宙の密度と温度が低下したことで、相互作用しなくなり、宇宙空間を自由に飛び回る「自由ストリーミング」の状態へと移行しました。

レプトン時代は、宇宙が「素粒子的な世界」から「原子核が形成される世界」へと移行する橋渡しのような期間です。この時代の終わりに、光子時代と重なる形でビッグバン元素合成が始まり、水素やヘリウムなどの軽い元素の核が作られることになります。

ビッグバン後約1秒から始まり、宇宙の質量の大部分をレプトン（電子やニュートリノなどの軽粒子）が占めていた期間のことです。ハドロン時代に重い粒子が消滅した後に訪れました。

宇宙の温度が低下したことで、新しいペアを生成するエネルギーが不足し、衝突した電子と陽電子が光に変わる「対消滅」が優勢になったためです。ただし、完全には消えず、ごく少量の電子が残りました。

宇宙の膨張と冷却により、ニュートリノが他の物質と相互作用しなくなり、宇宙空間を妨げられることなく直進し始めた現象を指します。

温度がさらに下がったことで、陽子や中性子が結合して軽い原子核を作る「ビッグバン元素合成」の時代へと移行しました。これは光子時代とも重なる期間です。