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宇宙の拡大と空間について
素朴な疑問なんですが、「宇宙は広がっている」と言いますよね。 この広がりは等間隔的に広がっているのでしょうか？ というのも、もし等間隔的に広がっているとすると、今日の1メートルと明日の1メートルでは後者の長さのほうが長くなるのではないかと思うのです（メートルを光速から定義すると変わらなかったりするのかもしれませんが）。 それとも、広がっている部分と広がっていない部分があるのでしょうか。 どうぞよろしくお願いします。
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- Chaos9HEAd
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No.3です ＞ 机の拡大が、1時間に1cmといったように遅ければ定規は変化しませんが、もし拡大が1秒に1000000000000kmといったように速いと摩擦熱で定規は燃えます ＞ 私の書き方が悪かったみたいなのですが、空間の広がりは物質に影響をもたらします。 今の空間の広がる速度は遅いため私たちの物質を形作っている力（重力・電磁気力・弱い核力・強い核力）に比べ大変小さいので、実際には何の影響もないように見えますが、 将来、1兆の1兆乗してさらに1兆乗・・・といった、遠い未来にはこの空間の広がる力が強くなり、星はばらばらになり、原子も引きちぎられてしまいます。 ＞ 今の机の広がる速度は1000年に1cmとか（テキトーな値ですが、意味は伝わると思います）
お礼
お礼がだいぶ遅くなってしまいました。ご丁寧にありがとうございます。 なるほど。現段階では非常に、非常にゆっくりなので人間が生きているレベルではほぼ影響がないということですね。
- potachie
- ベストアンサー率31% (1065/3387)
追加で。混乱させる内容なら、読み飛ばしてください。 電子が電子雲のように、素粒子は、存在確率の雲としての大きさを持ちます。それでも、普通の電子は電子雲として無限の大きさを持つのではなく、一定の範囲に収まります。 宇宙創生のタイミングでできた素粒子の存在確率の雲は、当初、素粒子１つ分の大きさで測れるような大きさから一気に広がりました。このため、存在確率の雲も、宇宙規模の大きさになっているのでは？という仮説が、いま話題になっていて、観測しようとしているようです。 このケースは、ご質問者の考えに近い発想ですよね。
お礼
お礼がだいぶ遅くなってしまいました……。ご丁寧にありがとうございます。 やはり混乱してしまったのですが（笑）、そもそも素粒子の数は宇宙創成から一定なのでしたでしょうか（これはもう別の質問になりますね）？ 私の読み取り方のせいか、素粒子自体が直接宇宙の大きさに近くなる仮説のように思えまして、無理があるのでは……と愚考しましたが、常識外れのところに真理があるものかもしれませんね。 ありがとうございました。
これは結構面倒な問題で、 もし全てが同程度拡がるなら、測定の基準になる物差しの方も長くなることになり、観測不能になってしまいます。 また、物質が拡がるならそれはクーロン力をはじめとする四つの力の定数が変ることになります。この場合長さの物差しが変らないで力の定数が変わると非常に訳の分からないことになります。 大局的には変化している宇宙が局所的には変化していないと考えると「定常宇宙」(拡大はするが、物質も生まれる)の考えに近くなります。 ただ「物質が生まれる」と考える場合、その生成速度は水素一個m^-3s^-1と計算されていますので、スーパーカミオカンデなどでかならず測定に掛かってきます。 さらに宇宙の地平から外では我々から見て、光速を超える拡大が可能であるという考え方もあるのでさらに解釈は容易ではありません。
お礼
ご回答ありがとうございます。 クーロン力…久しぶりに聞きました。（笑） 一般的な物理法則はこうお礼を書いている今日も通用するようですので、物質自体（？）が拡がっていることはおそらくなさそうですね。 仮に物質が生まれるとすると、エネルギー保存則とかも関係してきますかね。 ありがとうございました。
空間と物質は別です 空間が広がるのであって、物質はそのままです。 机の上に、定規（1メートルを測るもの：つまり光）を置いて、机が大きくなるのであって、机がどのように広が（広がっている部分と広がっていない部分）ろうと、机の上に置かれたものには影響ありません 定規やノートなど複数のものがある場合、定規とノート（星とか）の間の距離は変わっても定規が伸びることはありません 空間の広がりに対する力（机と定規の間の摩擦）に対して物質を作る力（素粒子同士の結びつくちから）が強いからです
お礼
ご回答ありがとうございます。 物質やその相対的距離が拡大につれて大きくなるわけではなくて、絶対的に拡大するということですね。 「空間の広がり」というのは、実際には影響がないとはいえ物質に対して力を作用させているのでしょうか？ だとするとなんとなくロマンチックですね。
- potachie
- ベストアンサー率31% (1065/3387)
>> この広がりは等間隔的に広がっているのでしょうか？ これはＹＥＳなのですが、満員電車の中から出てくる人たちのように広がるのであって、小さな人間が大きくなるというのではありません。 原子や分子という構成粒子の大きさが大きくなるのではありません。 ちなみに、私たちの銀河と、そのお隣のアンドロメダ銀河は、年々距離が縮まっていて、やがてはぶつかると思われています。
お礼
ご回答ありがとうございます。 例えていただいた中だと、人間が原子などの構成粒子ということですよね。 つまり宇宙の拡大とは空間そのものが広がっているということなのであって、拡大につれて1メートルが長くなるのではなくて、単純に1メートルの部屋が1.5メートルの部屋になるという理解でよいでしょうか。
- dogday
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場所によって伸縮しているらしいですが、 宇宙が広がるということは、宇宙の中の定規は空間と同じに広がるのです。ゴム紐に等間隔の目盛りをつけて、成長する植木を測るようなもの。ゴム紐の目盛りは変わらないのです。 宇宙の外からは伸びているのが確認できますが、宇宙の外と宇宙は干渉しあえないので、定規の上にいる人間には確認できないのです。 これが次元が違うということ。
お礼
ご回答ありがとうございます。 長さも相対的に変化するはずで、そもそも広がっているかどうか確定できないという理解でよいでしょうか？ ありがとうございます。
お礼
御礼が遅くなってしまいましたが、簡潔なご回答ありがとうございます。 重力が働いていないところが大きくなるのですね。 よく宇宙は無重力空間といいますが、冥王星くらいまでは太陽の重力圏（引力圏？）ですから、まったく星の無いところが拡大しているわけですね。