お空の疑問？？？

質問

小さな頃からずっとずーと今でも疑問に思っていることがまります。
ずーとずっと、お空を上に飛んでいったら、宇宙に行きます。
宇宙をずっとどこまでも飛んでいくと、そこにはなにが
あるのでしょうか？天井？それとも永遠と先は続いていくのか・・・？
おそらく、正しい答えは誰も知らないでしょう。みなさんは、どうお考えになりますか。

回答No.1

sanori · ベストアンサー

こんにちは。

最初はイメージしにくいと思いますが、これが現在の宇宙論の通説ですので、時間をかけて受け入れてみてください。

まずは、考え方の準備です。
私達がいる世界は基本的に三次元（立体）の世界です。
立方体で言えば、縦、横、高さがあるわけですよね。
これを二次元に変換して考えます。
つまり、立方体に縦と横はあっても、高さがないということです。

そして、地球儀をイメージします。
地球儀の表面には（多少丸みをつけて）高さのない立方体を、ぺたっと貼り付けることができます。
なぜならば、地球の表面も高さのない元立方体も、同じく二次元だからです。
そして、どこの場所からどこに向かってスタートしても、地球上を直進すると、いつまでもいつまでも進めますが、その間、同じコースをぐるぐる回ることになります。
つまり、地球の上には境目がないということです。
境目はありませんが、地球の表面の面積は無限ではなく有限です。

では、いよいよ本題です。
三次元の話に戻ります。
宇宙も境目がないです。
ですから、どこかに壁や天井があるわけでもありません。
しかし、大きさは無限ではなく有限です。
どこかの方向に向かって真っ直ぐ進む宇宙旅行をすると、いつの間にか元の場所に戻ってきます。
宇宙はそうなっているとのことです。

お礼

ご解答ありがとうございました。

時間をかけてじっくり考えてみたいと思います。

一つ気になるのは、「大きさは無限ではなく有限です。」

のところ。どうしても理解できない。でも、逆を言われても理解できない。

とにかく、ありがとうございました。この手の話になると

なかなか、だれも相手にしてくれないものですから。

回答No.2

jamf0421

No.1さんの回答にくらべて進歩がないのかも知れませんが、まず質問者さんが二次元空間の世界にいたと想像して下さい。
二次元に生きていますから三次元目はどうしても想像できません。自分の体は曲線で外界と区切られています。目で見ているのは一次元に投影された世界です。遠くの直線、近くの曲線などで世界が構成されています。三次元の人からみれば紙に書いた絵のような存在です。本人は体は外界と線で区切られて内側と思っていますが、三次元の人が上からみれば内蔵も見えます。（但し本当に二次元の世界なら三次元目に光が出てゆくこともありません。）
この人はこの世界でロケットで進んでいったらどうなるのだろうか、と考えます。二次元世界の学者が、この空間は有限だ、といってもイメージできません。学者も頭のなかでイメージできないでしょうが、数学的には空間が曲がっていて実は球形であることも可能である、と思っています。
二次元といっても、その面が球面ならば真っ直ぐ進んでいけばもとのところに戻ってきます。二次元世界の人は三次元目をイメージすることはできませんが数学的には、こうしたことが可能である、と理解できます。
なお、三次元の世界だからこそ球が考えられるのではないか、といわれるかも知れません。しかし、そうではないのです。変数二つで曲がった空間に対応するような規則が見つけられるのです。
球面の二次元世界にいてもその世界の生物が、宇宙全体に比べて微小な存在であれば自分たちは平面の世界にいると感じるでしょう。その世界で1点から等距離rの点を繋ぐと円ができますが、その円周の長さは測定すれば2πrだとわかるでしょう。測定は、たとえば円の周囲を紐で取り巻いて、あとからその紐の長さを測るのです。しかしその宇宙が実は巨大な半径Rの球面だったとします。すると科学が進歩すれば、その世界で1点からの距離rの円のrを大きくしていったら、円周の長さは本当は2πrではない、と気付くでしょう。周囲の長さLは、ある大きな定数RがあってL=2πRsin(r/R)になります。r/Rが小さい時にはsin(r/R)≒r/Rなので、半径rが小さすぎる時にL=2πrとなってしまうのだ、と理解するのです。
我々の三次元世界で１点から等距離の点の集合は球面になります。この球面を細分して面積を評価すると4πr^2だということになります。たとえば球面に紙をはってあとから紙の面積を合計するのです。紙が十分小さければ球面の面積が測れます。しかし、球面の半径を巨大にして行ったときに球面の面積が4πr^2かどうかは分かりません。他の観測や考察によれば、4πr^2からずれている可能性が高いのです。

お礼

お礼が遅くなり、申し訳ありません。
ご解答ありがとうございました。
なんだか意外なお答えがいただけて、うれしいです。
しかし、理解するのに時間が掛かりそうです。
ありがとうございました。