1: 2019/02/25(月) 15:03:32.65 ID:CAP_USER
はるか遠い宇宙の、さらに一番遠いところについて。

月面着陸や火星旅行...「いつか宇宙に行ってみたい!」という想いは、誰もが一度は抱いたことがあるのでは? なかには「いままで誰にも打ち明けたことがないけれど、じつは宇宙の果てのことも気になっていたんだ...」なんて人もいるかもしれません。

今回のGiz Asksでは、そもそも“宇宙の端っこ”とはどこなのか、そこには何があるのか、宇宙の果てにたどり着いたらどうなるのか...などなどの素朴な疑問について宇宙論、物理学の専門家に聞いてみました。

キーワードはやはり、ビッグバン。宇宙の果てまで想いを馳せると、気になるのは“観測可能な宇宙”のさらにその先のこと。誰も知らない、見たことがない世界だからこそますます興味深いわけですが、そもそもわたしたちに答えを知る術はあるのか...。宇宙には端っこがあるのかないのか=宇宙は有限なのか無限なのかという大きなテーマにぶつかります。宇宙のはるかか彼方を考えるうえで、時間との関係性も忘れちゃいけません。

■1. 宇宙の果て=観測の限界

カリフォルニア工科大学物理学研究教授 。とりわけ量子力学、重力、宇宙論、統計力学、基礎物理の研究に従事。

私たちの知る限り、宇宙に端はありません。観測できる範囲には限りがあるので、そこがわたしたちにとって“宇宙の果て”になるといえます。

光が進むスピードが有限(毎年1光年) であるため、遠くのものを見るときは時間的にも遡ることになります。そこで見られるのは約140億年前、ビッグバンで残った放射線。宇宙マイクロ波背景放射とよばれるもので、わたしたちを全方向から取り巻いています。でもこれが物理的な"端"というわけではありません。

わたしたちに見える宇宙には限界があり、その向こうに何があるのかはわかっていません。宇宙は大きな規模で見るとかなり普遍ですが、もしかすると文字通り永遠に続くのかもしれません。もしくは(3次元バージョンの)球体か円環になっている可能性もあります。もしこれが正しければ、宇宙全体の大きさが有限であることにはなりますが、それでも円のように始点も終点も端もないことになります。

わたしたちが観測できないところで宇宙は普遍的でなく、場所によって状態が大きく異なる可能性もあります。これがいわゆる多元宇宙論です。実際に確認できるわけではないですが、こうした部分にも関心を広げておくことが重要だといえます。

■2. 宇宙に果てはない

プリンストン大学物理・天体物理科学教授。宇宙の起源と進化など宇宙論の研究に従事。

(上に)同じく、宇宙には果てなるものがないと考えられるでしょう。

各方面に向かって無限に広がっているか、おそらく包み込むかたちになっている可能性が考えられます。いずれにしても、端はないことになります。ドーナッツ表面のように、宇宙全体に端がない可能性があります(が、3次元での話です。ドーナッツ表面に関しては2次元なので。)このことはつまり、どんな方向に向けてロケットを飛ばしても良いことになりますし、長いあいだ彷徨ったあげく元の地点に戻ってくることも可能だということになります。

実際に見える宇宙の範囲として、観測可能な宇宙と呼んでいる部分もあります。その意味では、宇宙の始まりから私たちのもとへ光が届くまでの時間がなかった場所が端になります。もしかするとその向こうはわたしたちの身の回りで見られるものと同じ超銀河団で、無数の星や惑星が浮かぶ巨大な銀河であるかもしれません。
■3. 宇宙の果て=もっとも古い光のなかに見える何か

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校物理・天文学助教授。天体物理学、宇宙論の研究に従事。

宇宙の端をどう定義するかにもよります。光のスピードが有限であるため、宇宙の果てを見つけようとすると時間を遡ることになります。アンドロメダ銀河を見るとき、現在の様子こそわかりませんが、アンドロメダの星が光を放射したのを望遠鏡で観測することができたため、約250万年前に起きていたことはわかります。

わたしたちに見えるもっとも古い光は、もっとも遠いところから届いています。そのため宇宙の果てというのはある意味、わたしたちに届くもっとも古い光のなかに見える何かなのかもしれません。すなわち、ビッグバン後かすかに残存する光、宇宙マイクロ波背景放射です。光子が熱い電離プラズマ内の電子間を飛び交うのをやめて地球に流れはじめたことから最終散乱面とよばれていますが、これこそが宇宙の果てだともいえるでしょう。

いま、宇宙の果てに何があるのか。その答えは、わかりません。何十億年も先の未来まで、光が届くのを待たなくてはならないのです。それに宇宙はますますスピードを上げながら膨張しているので、わたしたちはいまの段階では推測することしかできないのです。広い意味で私たちの宇宙はどこから見ても同じように見えます。おそらくいま観測可能な宇宙の端から宇宙を見ようとすると、わたしたちがここから見ているのとほぼ同じ宇宙の様子が見えるはずです。このため、宇宙の果てから見えるものは単純に、より大きな宇宙、銀河、惑星なのだと推測できます。同じような疑問を抱く生命体だって存在するかもしれませんね。

続きはソースで
ダウンロード (6)


引用元: 【物理学】宇宙の果てには何があるの? 専門家に聞いてみた[02/24]

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4: 2019/02/25(月) 15:08:32.18 ID:fhn/FZQJ
まずは地球の果てはどこなんだ?

22: 2019/02/25(月) 15:27:18.22 ID:yVv1NEQo
>>4
極西のアメリカ

我が国は日の本(もと)
世界の根本である

143: 2019/02/25(月) 20:50:03.32 ID:ONKYL+sJ
>>4
アルジェリアに決まってるじゃん

6: 2019/02/25(月) 15:10:00.93 ID:Gvh5WlMQ
宇宙に端はない。
始まりもなく終わりもない。
宇宙空間は波立っており部分的には収縮したり膨張したりしている。

9: 2019/02/25(月) 15:11:53.56 ID:Kfrq1GaF
いや愚問だろ
宇宙の端には宇宙がある

11: 2019/02/25(月) 15:14:45.86 ID:zhiszpRB
辿りつけない先の事を考える必要はない

ワープ航法の実証が先だろう

18: 2019/02/25(月) 15:22:49.87 ID:yXNvUgh+
人は記憶型と思考型に大別できる

これを考えると頭がいかれるぞ
解けない問題であり現実なんだ

24: 2019/02/25(月) 15:29:12.82 ID:aMBmE8II
空間が無いのも、空間が無限っていうのも、
どっちもうまくイメージできないや

181: 2019/02/25(月) 21:59:36.05 ID:oixk97n4
>>24
空間物質で埋め尽くされている部分が空間になる。
空間物質がなければ、空間も無いし、物質も存在しえない、素粒子も存在しえない。時間も無い。

27: 2019/02/25(月) 15:31:01.11 ID:kmQnPKkQ
地球に果てが無いのと同じ。
一周したら元の場所に戻る。

31: 2019/02/25(月) 15:38:00.77 ID:Z0a1l+/M
もしかしたら宇宙の果てはまだ物質がないので無なんじゃないか。
宇宙は無から有へのぶれで生じた物質のビッグバンという拡散による時空なのかもしれない。
結局人間には観測不能なので永遠の謎。

61: 2019/02/25(月) 16:12:00.66 ID:/OMR7XIc
>>31
物質がないだけで空間がるのならそれはただの真空
無とは空間という概念すらない状態
おのそ、人間に想像できる範囲を超えている

66: 2019/02/25(月) 16:19:16.04 ID:Z0a1l+/M
>>61
物質が無いということは時空も存在してないということだろ
時間も存在しないし空間も存在しない

118: 2019/02/25(月) 19:48:41.16 ID:O6MDeAHw
>>66
時空は物質じゃねぇよ

145: 2019/02/25(月) 20:51:06.49 ID:GfzzZN5/
>>66
水の入ってない鍋は鍋として存在していないと言ってるようなもんだぞ
空間はあくまで物質を入れる器だ
中身がなくとも器は存在できるが器がなければ中身は存在できない

154: 2019/02/25(月) 21:02:27.40 ID:2YC2yc0b
>>145
宇宙空間は物質とワンセットとされている。
物質は空間のエネルギーのありようかもしれないと言われている。
いま盛んに観測されているのはブラックホールのホーキング輻射。
超重力で光さえも表面から吸い込むブラックホールだけど、空間上に常に(物質の材料である)対となる素粒子が発生しては打ち消し合っているという説がある。
もし本当にそうなら、ブラックホール表面では盛んに素粒子のペアが誕生し、片方の素粒子が外に、片方の素粒子がブラックホールに吸収されるかもしれない。
常に打ち消しあうのだからどちらかは質量を打ち消す力がある。
そのため重力に反応する打ち消す粒子はブラックホールに落ち、物質に近い、質量・エネルギーを持つ方は逆方向となる外側に飛び出す。
それでよそから見ると粒子が飛び出してブラックホールの質量が減っていくように見える。
この現象が確認されれば、空間と物質の関連性が更に詳細に分かると言われてるよ。

32: 2019/02/25(月) 15:40:28.60 ID:B0uELvaB
宇宙は物質及びエネルギー体で存在、無は何も存在しないという概念
存在と無の接点は無い、無には境界の概念も無だから

34: 2019/02/25(月) 15:42:46.14 ID:P1ACJaHN
遠くの宇宙人観測者に伝言ゲームで端っこを聞いていけば事象の地平線を超えられるんじゃね?

35: 2019/02/25(月) 15:43:34.30 ID:5r/gpPZs
宇宙が膨張していて地球から見たその速度が光速に達した地点以遠は観測できない
そこが果てであると定義可能だがあくまで定義に過ぎない
それより外は普通に考えて存在するであろうしそれはやはり膨張し続けているであろう
そこで問題になるのがやはり速度
光速に達したらそれが天井で光速のままか
いやいや普通に考えて減速の素因が無いから光速を超えて速くなり続けるのか

226: 2019/02/26(火) 11:53:40.89 ID:xzvqN6gF
>>35
膨張速度が光速になっている地点からみた宇宙の果てはその地点そのものなのだろうか。
もっとも,光速になっている地点に到達することはできないだろうけど。

37: 2019/02/25(月) 15:45:45.42 ID:7OUGxiLh
もしどこまでも見通せる超高性能の望遠鏡で宇宙の果てを覗いたら自分の後頭部が見えるだろう

43: 2019/02/25(月) 15:53:17.75 ID:1ma7P0+C
宇宙の果ては見えないから適当に言いたい放題w
まるまってるとか、くるまってるとか、つつまれてるとかw

44: 2019/02/25(月) 15:55:58.44 ID:bVd89Gej
宇宙には果てがあるが、我々のような低次元の存在には感知できない
これが神のお告げであるぞ

45: 2019/02/25(月) 15:56:19.11 ID:51YFPvCO
有限の世界に慣れている私らにとって、無限というものが感覚的に
つかみづらいが、けっきょくは、有限が特殊ってことだろう。

47: 2019/02/25(月) 15:57:25.89 ID:mVk0v8sF
閉じた宇宙なら、一周して元の場所に戻ってくるけど
きのう開けておいたから、二度と戻ってこない

48: 2019/02/25(月) 15:57:26.83 ID:EcD5Ft0c
想像が及ばない時点で人類の限界なのだろう

49: 2019/02/25(月) 15:57:41.86 ID:p2uw0vW9
宇宙に端はある。
個人が宇宙を思う時のその主観の限界が宇宙の端になる。
その昔は亀がその限界だった。現在はせいぜい130億光年先が端。
科学者は端がないと言うが
言い換えれば、それは現時点の科学と言葉の限界でもある。

50: 2019/02/25(月) 16:00:15.41 ID:mVk0v8sF
理系ならこう返事するべき
「果てを定義してください」