宇宙誕生から１３７億年、ハッブルから見える最遠が

質問

宇宙誕生から１３７億年、ハッブルから見える最遠が１２０億光年以上という事をＴＶで見ました。

　非常に素朴な疑問なのですが現在見えている最遠距離の星は１２０億年前には
既に地球からの距離が１２０億光年はなれているということになリますよね。

　その仮定が正しいとすれば宇宙誕生後１０億年から２０億年後には既に宇宙の
果て（最遠部）は地球から１２０億光年以上離れていたということになります。

　宇宙誕生後１０億から２０億年で１２０億光年もの距離を離れたという計算が
どうも理解できないのですが。　

　なにか簡単に理解できる説明有りますか？

回答No.7

雪中庵（@psytex）

#4の者です。

＞つまり１７億光年の位置に光を送るつもりなのでしょうけど

それは無理です。
その「17億光年の位置」の物体は、我々が今見る137億光年かなたの
ビッグバン当時の輻射の壁と同様に、光速で遠ざかっているからです。
光速で遠ざかるものに、光速で追いかけて到達できるはずがありません。

＞結果的には１２０億年かっかったということになるのでしょうか？
＞それがなぜ１２０億年掛かるのかかが解かりません。

上記のように、120億年だろうと千億年だろうと、永遠に届きません。
我々の所に、「137億光年かなたのビッグバン当時の壁」からの
輻射が届いているのは、その最外縁よりちょっとこちら寄りの場所
からなのです。
つまり、ビッグバンによって宇宙に輻射と物質を飛散させたように、
（137億光年かなた＝137億年前の姿）の壁（実際はビッグバンの
中心）は、輻射と物質を噴き出しながら遠ざかっているのです。

お礼

＞つまり、ビッグバンによって宇宙に輻射と物質を飛散させたように、
＞（137億光年かなた＝137億年前の姿）の壁（実際はビッグバンの
＞中心）は、輻射と物質を噴き出しながら遠ざかっているのです。

つまり光速が宇宙の果てを規定するというのは理解できます。
本来の宇宙の果ては光の速度以上で遠ざかっているということであれば
宇宙誕生から何億年かで１３０億光年もの距離を離れたというのも納得できます。

しかしそこには相対論的な何か補正が必要なのかとも思います。

回答No.6

isa-98

遂に記載者はぶち切れたのか！？

いよいよ線が引かれましたね。

＞現在我々が観測することができる最も古い時代に放たれた光は、約137億年前に約4200万光年離れた空間から放たれた光である。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99#.E5.B9.B4.E9.BD.A2

質問内容は素晴らしいですよ。
疑問に思ったら探求し理解しようとする努力は特に重要でしょう。

最近文法を見て大笑い。

～は～だ。（学者）
～は～だから～～だ。（似非哲学者）

学者は毛が３本少ない。（＾○＾）
文法にすらなっていないのだ。

つまり、
後退速度Hoが光速寸前なのは見える。
後退速度Hoが光速を超えると見えない。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8B%E8%B1%A1%E3%81%AE%E5%9C%B0%E5%B9%B3%E9%9D%A2

＞宇宙誕生後１０億から２０億年で１２０億光年もの距離を離れたという計算が
どうも理解できないのですが。　

Hoが光速より１０００ｋｍ/s遅ければ光子は１０００ｋｍ/sの速度で地球に近づくのです。

お礼

ありがとうございます。　
できれば回答者のオリジナル説明を期待します。

回答No.5

tetsumyi

良い点に気付かれました。
そうです、最遠距離の星は１２０億年前には既に地球からの距離が１２０億光年はなれてたと言うことになれば明らかにおかしいです。
それで、宇宙は閉じていて膨張を続けているとしましょう。
それで、理解できるようにするために次元を１つ下げて宇宙を球の表面と考えると、宇宙の膨張とはこの球が時間と共に大きくなっていることになります。
つまり、宇宙の初期の小さい球の状態で光が届くと考えると球が大きくなるに従って球の上に直線を描くとらせん状の線になります。
光が進んできた直線（空間の歪で直線は一方向に曲がると同等に扱う）とはらせん状にぐるっと回転して大きくなる道筋と言うことで、初期の相対的な距離が小さくても１２０億年前の光を見ていることになります。

お礼

せっかくの説明ですが理解できませんでした。

回答No.4

雪中庵（@psytex）

その120億年前の星の近くの人が、通信していたとします。
彼は、「120億年かなたに電波を送ります」と言うでしょうか？
彼らの見る宇宙は、半径17億光年だと言うでしょう。
たとえば、10光年の距離に巨大な鏡を置き、こちらから
超高性能の望遠鏡でのぞいたらどうでしょう？
あなたのお考えは、「望遠鏡でのぞいている自分が見える」
というものですが、実際は「20年前の自分が見える」です。
（その当時のあなたにとって宇宙の大きさは137億－20光年
だったはずです(^o^)）

お礼

＞、「120億年かなたに電波を送ります」と言うでしょうか？
　＞彼らの見る宇宙は、半径17億光年だと言うでしょう。

　つまり１７億光年の位置に光を送るつもりなのでしょうけど

結果的には１２０億年かっかったということになるのでしょうか？
それがなぜ１２０億年掛かるのかかが解かりません。

回答No.3

Kunfu

No.２の方がおっしゃるように仮定が正しくありません。

ただし、そんなにすぐ近くにあったのでもありません。
なぜなら、人類はまだ第一世代の星を観測できていないからです。
ハッブル望遠鏡で見えているのも、宇宙ができて最初の星が輝き、それが超新星爆発を起こして死んだあとの世代のものです。
なんでわかるかというと、われわれの太陽系は元素が９０種類以上あります。
それは、過去に超新星爆発でできた物質を材料にして生まれた星だからです。

最新の理論をご紹介すると、
宇宙が誕生したときの大きさは、水素原子の１０００兆分の１でした。
こんなプランク長の大きさでも「ゼロ」ではありません。
この宇宙が10のマイナス44乗秒後から10のマイナス33乗秒の間に１cmくらいの大きさまで膨張します。
これをインフレーションと言い、その後真空のエネルギーが相転移して莫大な熱エネルギーを開放してビッグバンを起こします。
「宇宙の誕生＝ビッグバン」ではありません。
そして、宇宙誕生から３８万年経って、火の玉が冷えてくると宇宙は澄み渡り物質ができます。
最初にできた物質は、ほとんどが水素でヘリウムも少しできました。あと極わずかにリチウムもできました。

宇宙の物質分布にはわずかのムラがあり、それが集まって輝きだすまで３億年かかったと考えられています。
第一世代の星は、これらを材料にして核融合をします。
そして、だんだん重い元素ができてきます。
しかし、核力が最も強い物質は鉄で、これ以上核融合は進みません。

鉄より重い物質は第一世代の星が超新星爆発をして初めてできました。
今観測している星には鉄より重い元素を含まない星はありません。だから第二世代以降の星だとわかるのです。
われわれの太陽はすでに４６億年輝いていますが、第一世代の星は遙かに短命であったと思われています。
というのも、最初の星は太陽の１００倍くらいの質量があったと考えられており、恒星は大きい方が反応が速く進みます。
１億年くらいで寿命が尽き、超新星爆発したことでしょう。

ここまでで４億年くらいかかっています。
ハッブル望遠鏡が見ている星は、そこから数億年かかって誕生した第二世代以降の星です。

ちなみに、われわれが観測できる範囲は半径４６０億光年先までです。
そこから先はわれわれから見て、光速より速く宇宙が膨張しているため観測することができません。
宇宙はそこで終わりでなくて、もっと先があるのですが観測ができないのです。
光より速く遠ざかると言っても見かけの速さで、本当に星が光より速く運動しているのではありません。
宇宙全体が膨張しているから、そういうように観測されるだけです。

４６０億光年とは「年」という文字が入っていますが、時間を表しているのではなく、あくまで距離の単位です。
宇宙が膨張しているからこんな数字になるわけで、４６０億年前から宇宙があったというわけではありません。
ハッブル望遠鏡も退役が近づいており、次世代のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の計画が進められています。
この望遠鏡は地球から見て太陽の反対側、常に太陽が地球の影に入るラグランジュ２の空間に浮かべられます。

この望遠鏡の特徴は、主に赤外線で宇宙を観測することにあります。
遠い星は、赤方変移が大きく可視光が赤外線になって地球に届きます。
それを観測することによって、第一世代の星や宇宙の初期状態を見つけようとするものです。
たぶん発見される星は１３７億光年以上先にあるでしょうから、多くの人が不思議に思うことでしょう。

お礼

＞光より速く遠ざかると言っても見かけの速さで、本当に星が光より速く運動しているのではありません。
＞宇宙全体が膨張しているから、そういうように観測されるだけです。

　宇宙が膨張しているとなぜ星が光よりも早く遠ざかって見えるのか解かりません。　　その辺を解かりやすく説明してもらえないでしょうか？

回答No.2

lowrider_2005

今の理論からすれば、まず「その仮定」が正しくないのですよ。

120億年前は地球もその星もまだ無いし、あったとしても120億年前には手が届くくらい「すぐそこ」にあったのです。

お礼

ANo1 さんと同様な回答ですね。

ありがとうございました。

回答No.1

strain1217

膨張宇宙論をご存知ないようと思われます
あるいは定常宇宙論支持の方でしょうか

最近有力な学説は知りませんが、
三十年前、定常宇宙論は劣勢で膨張宇宙説が有力でした、
その膨張宇宙論によれば私たちの宇宙は昔ただの点のような大きさも体積も無い、
時間も無いところから生まれたとの事でした
そしてビッグバンから時間が始まり宇宙の大きさもだんだんと成長していったと理解しています
ですから百何十億年前には、宇宙は今より随分と小さいものだったと理解しています
今から120億年前つまり
宇宙誕生から数十億年のときは、宇宙の大きさも数十億光年ぐらいで結局、
最袁端も数十億光年と理解しています
宇宙自身が光の速さで膨張しているので、
もし地球とハップル望遠鏡が其の時あったなら望遠鏡の見える最袁端も数十億光年と理解しています

お礼

＞もし地球とハップル望遠鏡が其の時あったなら望遠鏡の見える最袁端も数十億光年と理解しています

　回答ありがとうございます。宇宙誕生後１０億から２０億年で１２０億光年もの距離を離れたという説明ではないように思います。