宇宙雑学

宇宙の果てにはなにがある?素朴でも不明な疑問に再チャレンジ!





宇宙

 

「宇宙の果てには何がある?」とは、ほとんどの人が一度は思い浮かべる疑問でしょう。

この問題は、古来から多くの人たちの議論となっていました。

宇宙の果てについて思い浮かべると、なんだかワクワクしてこないでしょうか?

ここでは、現在明らかになった最新の宇宙の果てについて紹介します。

 

 

まず、宇宙の大きさについて

 

宇宙の果てを考えるにはまず、宇宙の大きさについて知ることが必要になるでしょう。

宇宙の大きさというものも、まだ現代宇宙論でも不明な部分が多くありますが、

大昔からの議論として物理的空間に「端」があるのか、

空間は曲がっていてつながることで「端」がないのか。

 

または観測できる限界「宇宙の地平線」が宇宙の果てなのかという、

2種類の意味を持っています。

 

「宇宙の地平線」とは事象の地平面という概念で、情報伝達の境界です。

情報の最大速度は光速ですが、光速でもたどり着けない領域があり、

そこから先についての情報を人間が知ることができない境界を「事象の地平面」と呼びます。

 

地球から観測できる領域に限れば、半径約450億光年という球状の範囲になりますが、

これは赤方偏移によって計算された値で、直接観測から正確に判明したものではありません。

 

典型的銀河でも直径が3万光年ほどあり、銀河どうしの距離は一般的に300万光年ほどです。

 

私たちが属する「天の川銀河」は、だいたい10万光年という直径を持ち、

この銀河で最も近い「アンドロメダ銀河」との距離は約250万光年です。

 

観測できる宇宙の範囲には、おそらく1000億個という銀河があるとされています。

 

「地球から見た宇宙の大きさ」とは、人間が観測できる宇宙の最大範囲のことを指します。

 

宇宙は膨張しているので、宇宙の大きさについては複数の単位があります。

 

「光を含めた電磁波で人が地球上から観測できる宇宙の果て」は、

観測可能な光のうちで、最古の時代に光が放出した空間です。

 

約138億年前の「宇宙の晴れ上がり直後」、

この観測できる宇宙の果ての空間は、

地球を中心にした全方向の宇宙論的距離で約4100万光年離れた位置にありました。

 

この空間は地球から光の約60倍という速さで遠ざかっていたそうです。

 

この空間までと現在の距離

「共動距離(空間上に固定の2点の距離を空間の伸縮と

おなじ伸縮する物差しにより測った距離のこと)」は、

約450億光年と計算されています。

 

宇宙の晴れ上がりから約138億年という間に、宇宙は1090倍程に膨れたと考えられています。

 

現在でもこの空間は光の約3.5倍という速さで地球から離れているそうです。

 

光よりも早いものがあるのかというと、

宇宙の膨張というのは空間そのものの膨張のため、光速の速を超えることも可能だからです。

 

私たちの観測できる領域以上の宇宙は、

共動距離の場合インフレーション理論にからより広大と予想されています。

 

宇宙の誕生〜現在までの膨張した速さにもよりますが、

インフレーションした直後の宇宙は有限ながら、とても大きな値になります。

 

宇宙が有限の場合は空間が閉じ、直進すると1周するしてループすることになります。

 

宇宙が無限なら元の場所に戻ることはありませんが、

確率では十分に遠くまで行けば地球の周辺と原子の配置が同じという領域があると言え、

この空間に着いた時に宇宙を周回したと同じということで、

無限宇宙というのは矛盾することになります。

 

観測可能な宇宙とは?

 

まるで宇宙の果てのような場所にある、遠い天体が見つかったといったニュースがありますね?

 

宇宙の果てと言うとそこから先は何もないように思うかもしれませんが、本当はそうではありません。

 

遠くの天体を見るということは、「その天体が発する光が地球に届いた」という意味になります。

 

1万光年離れた天体Aでは、

1万年前に出た光が1万年間宇宙を飛び続け地球に届いたということになります。

 

ということで、私たちが見ている現在の天体Aは、

その天体Aの1万年前の姿ということになるわけです。

 

宇宙年齢が約137億歳で、光速よりも早いものはないということから、

観測できる宇宙の半径は137億光年という考えがありますが、

これは宇宙が特殊相対論の時空の場合に限りの話で、実際の宇宙はかなり歪んでいる時空連続体のため、

三次元空間はハッブルの法則のように膨張しているため、この考え間違いとされています。

 

宇宙論についての論文は、一般や専門のものにおいても、

「宇宙」は「観測できる宇宙」を指していることがほとんどです。

私たちと宇宙は因果律で断絶していて、

直接の実験では宇宙について全く分からないということからもあり、これは裏付けられます。

 

宇宙のインフレーション等の理論では、観測できる宇宙を一部に持つ巨大な「全宇宙」が必要です。

 

観測できる宇宙の境界が全宇宙の境界と一致するこという証拠はありません。

 

ふたつの境界が一致することはまずないとされていますが、

一致する場合は地球がこの全宇宙の中心ということになり、これは宇宙原理に反しています。

 

確かと言われていることは、観測できる宇宙よりさらに狭い領域である可視宇宙内の銀河が、

全宇宙にある銀河では非常にすこししか表していない、ということでです。

 

全宇宙は観測できる宇宙より「小さい」ということは可能です。

この時、非常に遠いように見えた銀河が、

本当は近くの銀河の光が宇宙を周回してできた複製像ということもあり得ます、

 

2004年の宇宙の論文では全宇宙の直径が「24ギガパーセク」、

つまり780億光年が下限であるとされており、

この場合、観測できる宇宙よりもわずかに小さいということになります。

 

観測できない全宇宙が有限だとしても、観測できる宇宙の範囲は、

曲率は小さいため宇宙全体での大きさは光年単位でも「兆」といった数ではなく、

指数表現が必要になります。

 

レオナルド・サスキンドは宇宙の直径を推定していますがが、

その単位を考えることには意味がありません。

 

桁数が大きすぎるため、「光年」「ミリメートル」という単位では、

誤差以下でしかないためです。

 

 

宇宙の果てにある天体「ヒミコ」とは?

(画像引用元:ヒミコ (天体) wikipedia)

 

皆さんは宇宙の果てにある「ヒミコ」という巨大天体をご存知でしょうか?

 

なんとこの天体、太陽の400億倍という質量を持つとされているから驚きですね!

 

2009年にハワイのすばる望遠鏡で発見されたこの天体は、

大内正己特別研究員が率いる日本・アメリカ・イギリスの国際研究チームが発見しました。

 

この名前はもちろん、多くの謎がある古代日本の女王卑弥呼にちなんでいます。

天体「ヒミコ」は地球からくじら座の方向に129億光年離れている、

現在の技術で見ることができる最も遠い宇宙に存在しています。

 

今から約137億年前に宇宙がビッグバンで誕生したとされていますが、

このヒミコは地球から129億光年離れているため、

宇宙の初期に誕生していると考えられます、

ちなみに太陽は今から約46億年前に誕生したとされています。

 

5万5千光年に広がり、現在の天の川銀河の円盤半径に匹敵しています。

これまで宇宙の初期時代に発見されたものとしては、最も大きいものかもしれないとされています。

 

東大宇宙線研究所等の国際チームによると、

ヒミコは異なる3つの銀河がぶつかったような内部構造を持っているとされています。

一直線に並ぶ3つの星団を大きな水素ガス雲が包み込んでいるような構造です。

 

ビッグバン直後に生まれた、水素ヘリウムを含めた原始銀河という可能性もあります。

 

 

天体「ヒミコ」は大きすぎて怖いです

 

宇宙の果てには何があるかについてでした。

 

宇宙の果てにあるという超巨大な天体は、

日本人が発見したもので名前が「ヒミコ」というのもおどろきでした。

 

しかしこの「ヒミコ」はすごい大きさですね。

ここまで大きいと、ちょっと怖い感じがしないでしょうか?

 

やはり、宇宙の果てはロマンがある気がしますね。

 




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気になる宇宙分野:宇宙全般ですが、特に太陽系外の宇宙に興味があります。

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