宇宙は無限ですか？なぜ国境が見えないのか

米国のホームコメディ「ビッグバン セオリー」のファンでなくても、その名前を聞いたことがあるはずです。すべてはビッグバン、「ビッグバン」、ビッグバンで始まったと言われています。それ以来、宇宙は膨張し始めました。しかし、宇宙は無限なのでしょうか？残念ながら、この疑問は今のところ未解決のままです。天文学者のケイティ・マックは、この質問に対する答えを見つけようとしました。著者はさまざまなシナリオで宇宙の限界を説明しようとします。しかし、彼女も明確な答えを見つけられません。

宇宙は無限ですか？簡単な答えはない

私たちがさまざまな技術機器を使って観測できる宇宙は、粒子の地平線内の領域に限られています。これは、光速度の限界を考慮して、私たちが見ることができる最も遠い場所を表します。光は伝わるのに時間がかかります。私たちが観察する遠くにある物体は過去のものです。したがって、時間の始まりを示す距離が存在する必要があります。この点に到達するには、宇宙の全年齢がかかるでしょう。しかし、宇宙は無限なのでしょうか？

粒子の水平線は、観察できる最も遠い点を定義します。宇宙の年齢は約138億年です。したがって、この地点に到達するには、138 億光年を移動する必要があります。か否か？前提条件は静的なユニバースです。しかし、私たちの宇宙は常に膨張を続けています。距離は450億光年と推定されている。宇宙背景放射線は外側の端に位置する必要があります。私たちのすぐ近くには古代の銀河があります。それらは約300億光年離れています。私たちがそこで観察している光は、ずっと前から動き始めていました。

宇宙の距離は測れる

膨張する宇宙には、光の速度以外の何か、つまり後退の速度が存在するはずです。光が追いつかない可能性があります。光より速いものはありません。しかし、膨張する空間の中で物体が互いに遠ざかることは矛盾ではありません。銀河は約140億光年の遅い速度で遠ざかっています。宇宙内の距離は、赤方偏移係数を使用して測定されます。

視野を広げることで私たちは近づける

私たちはどうやってそのような遠くの物体を見ることができるのでしょうか？では、宇宙は無限なのでしょうか？私たちが光を認識するとき、それは元の源から離れてからずっと経っています。当時の宇宙はもっと小さかったかもしれません。自分よりも速く動くトレッドミルのようなものと考えることができます。速度が遅くなった場合は、失われた道を取り戻すことができます。宇宙の膨張が遅くなれば、遠くの物体も見えるようになります。光はこれらの物体に追いつきます。これは、ハッブル半径にも入る可能性があることを意味します。私たちの視野は広がっています。

理論的にはそれは良いことのように聞こえますが、そこには暗黒エネルギーの要素が存在します。それが宇宙の膨張が止まらない理由です。過去 50 億年間に宇宙がさらに急速に膨張しているのはそのためです。技術的に言えば、ハッブル半径はますます大きくなっています。しかし、それまで見えていたオブジェクトは外側に引っ張られます。それらは私たちには見えなくなります。

過去の映像も確実に観察できる

私たちの宇宙は膨張していることがわかっているので、おそらく過去はもっと小さかったのでしょう。しかし、宇宙は無限なのでしょうか？一部のオブジェクトは、以前は私たちの近くにありましたが、現在は遠すぎて見えなくなる可能性があります。私たちの宇宙にはまだ多くの謎があり、それらを説明するのが難しいものもあります。通常、遠くにある物体は小さく見えます。しかし、宇宙では事情が異なります。少なくともハッブル半径付近では。遠くにあるにもかかわらず、その背後にあるものはすべて大きく見えます。これは、遠方の銀河をより詳細に調査できるため、天文学者にとって実用的です。

これらの物体がこのように動作する理由は、それらが光よりも速く私たちから遠ざかっているためです。彼らが放つ光はさらに私たちに近づいてきます。これらは過去の画像です。これらの画像が遠いほど、当時の宇宙は小さかったことになります。しかし、ケイティ・マックのこれらの説明はどれも、「宇宙は無限なのか？」という質問に対する実際の答えを提供しません。 宇宙の終わりはどこですか？説明の試み。次の質問にも興味があるかもしれません: 宇宙の背後にあるものは何ですか?