恒星の数はほぼ無限大数？

質問

地球から観測できる宇宙はごく一部に過ぎず、観測できない宇宙がほぼ無限に広がっている、だからどこかで生命が発生しているはず、という考えがありますよね。

宇宙内の恒星の数がほぼ無限大数とすると、E=mc²のmがほぼ無限大、ビッグバンで要したエネルギーEもほぼ無限大になってしまう気がするのですが？

回答No.4

Tacochin · ベストアンサー

>>恒星の数はほぼ無限大数？

いいえ、恒星の数は有限です。仮に恒星や惑星などの通常物質が無限にあるとすれば、そのうち宇宙規模で重力崩壊を起こし収縮してしまうはずです。宇宙規模のブラックホールです。ところが昨今の観測では、収縮どころか加速的に膨張しています。重力のような引力だけではなく、膨張するための斥力のエネルギーが必要です。

恒星は観測結果から1000億個×1000億個という説があります。重力を構成する恒星や惑星など通常物質は有限です。重力レンズ効果によって提唱されている「暗黒物質」（ダークマター）も有限です。代わりに、その他の隠れたエネルギー（ダークエネルギー等）が無尽蔵にあるのかも知れません。天体数が有限である理由は以下のとおりです。

■閉じた有限の宇宙モデル：
宇宙が有限ということは恒星の数も有限。

宇宙は138億年前に誕生したと言われていますので、広大ですが有限です。宇宙に存在する重力場（時空の曲がり）が積もり積もって、閉じた宇宙を形成していると考えられています。現在の宇宙論で最も有力視されている宇宙モデルです。

「閉じている」ということは、果てがなく大きさが有限。３次元的に上下左右前後何れの方向へ真っ直ぐ進んでも空間が曲がっているため、元の場所へ戻ってきます（ただし膨張速度より速く周回できた場合）。次元をひとつ減らして２次元の球面で考えると、地球の表面を一周することと同じです。すなわち４次元以上の球面を一周するようなものです。球体なのかドーナツ型なのか分かりませんが、４次元以上の方向へ３次元空間が曲がって閉じているということが考えられています。

■現時点での宇宙を構成する成分：
通常の物質４％、ダークマター23％、ダークエネルギー73％。恒星や惑星など天体を構成する通常物質はごくわずかです。

・ダークエネルギー：
　宇宙が加速膨張する源（斥力）

・ダークマター（引力）：
　天体を誕生させる種
　時空が歪む重力の源（引力）

・通常の物質：
　銀河を構成する天体
　時空が歪む重力の源（引力）

■ダークエネルギーは宇宙膨張に伴い増えている
ダークエネルギーの量は一定ではない。一定ならば、膨張によって密度が薄まる（低くなる）はず。しかし加速膨張していることが観測され、膨張に伴い密度が濃く（高く）なっていると言えます。風船の表面を宇宙に例えると「膨らんで面積が広くなれば、一定量付着していたダークエネルギーは薄まる」ということは理解できるかと思います。

■隠れ→表面化
宇宙が開闢してから現在に至るまでエネルギー（E=mc²）は一定だと思いますが、エネルギーの一部が物質化して素粒子となり、背後にあるダークエネルギーが宇宙膨張に伴い密度を増して加速膨張しているというのが実状でしょう。

恐らくですが、宇宙のエネルギーが無限大だと仮定すると、表面化していない隠れたダークエネルギーが無尽蔵に存在するということになります。斥力として表面化したダークエネルギーの割合が増え続け、加速膨張しているのではないでしょうか。現時点でダークエネルギー73％ですが、80％・・・90％と増えていくに伴い、通常物質やダークマターの合計は、量としてそれほど変化しないものの割合的に減少していく感じだろうと考えられます。

参考サイト：

ダークエネルギーについてはこちら
↓
https://zatsugaku-mystery.com/dark-energy/

宇宙の果てについてはこちら
↓
https://spacethings.jp/article/1

お礼

宇宙に始まりがある以上、恒星の数は有限なのですね。ダークエネルギーは有限？無限？発生時期はビッグバンの前？後？ロマンに溢れていますね。ありがとうございます。

回答No.3

t_hirai

宇宙が人間が考えた数式に当てはまるのか実際のところはどうなのでしょうね。
夢が膨らみます。

お礼

十進法以外にも数学が存在しそうですね。ありがとうございます。

回答No.2

okvaio

まあ、地球と同じ太陽系の惑星が他にも存在する可能性は
十分ありますよね。
一方、ブラックホールも存在します。
基本的には、発生と消滅を繰り返しているのかもしれません。

お礼

宇宙は広い、最善の努力は爽やかですが競争は価値が少ない感じですね。ありがとうございます。

回答No.1

t_ohta

なので宇宙には果てがあると言う説もあります。

お礼

宇宙に始まりがあれば、宇宙に果てもありそうですね。ありがとうございます。