宇宙の中心はどのあたり

質問

宇宙は膨張しているそうですが、
その中心はどのあたりにあるとかはわかっているのでしょうか？
また宇宙は、1点を中心に360度の空間に一定の速度で膨張していると考えられているのでしょうか。

よろしくお願いします。

回答No.5

noname#175206 · ベストアンサー

補足、承りました。#3です。

　まず、閉じた宇宙の場合ですと、今の宇宙から遡って考えて、半径が数メートルのときも、数ミリのときも、もっと小さい時があったことになります。その極限として一点という長さが０というところから始まったと言えます。

　ただ、球面をどんなに小さくしても中心というものはありません。たとえ一点から膨張させても、その一点は全球面に対応してしまい、球面のどの地点にも出発となった一点の痕跡を求めることはできません。

　この一点からはじまった閉じた2次元球面宇宙（ビッグバン）が膨張して、最大の大きさに達して、それから収縮して大きさが０の一点に戻る（ビッグクランチ）と考えられていました。

　閉じた宇宙が、2次元なら球面、3次元空間で考えるに当たっては、超球面と表現されたりします。誕生（ビッグバン）から終末（ビッグクランチ）まで、宇宙のどの特定の位置も、他と平等で、特に中心というものは定義できません。

　観測者がこの宇宙を観測するに当たっては、仮に自分が宇宙の中心とするだけです。宇宙のどこから、この宇宙を観測するにしても、それが一番シンプルですので。いわば、相対的な中心と言えます。

　これが、2次元平面宇宙（3次元超平面宇宙）だとすると、最初から大きさは無限大です。やはり、絶対的な中心は定義できず、観測者が自分を仮の中心とするだけに留まります。

　もし平面宇宙に有限の距離で「行き止まり」があれば、それに基づいて宇宙の中心を決めることができるかもしれません。しかし、それを示唆する観測事実や理論的根拠はありません。

　これとは別に、宇宙が閉じていても開いていても、宇宙の膨張により遠方ほど速く遠ざかります。これを後退速度と呼びます。一定以上の距離だと後退速度が光速度以上になるため、そこから先は物理学的には全く見えない、干渉できない、いわば無縁の世界となります。

　後退速度が光速度未満の距離以内の宇宙を、観測可能な宇宙と呼んだりします。一応は、自分（＝観測者）を中心とする球内部といえますが、見渡せる範囲というだけであって、その先も途切れることなく宇宙は広がっています。そこを宇宙の行き止まりとして中心を定義することはできません。

　こちらから定義できる観測可能な宇宙の外側にいる存在からしたら、我々が観測可能な宇宙の外側にいることになりますので、お互い様、相対的でしかないわけです。

回答No.7

foomufoomu

＞宇宙がある一点から始まったのなら、過去にさかのぼれば当然その位置は特定できるはずです。
「できない」ということだと記憶しています。
現在の宇宙の広がり方は、どこをとっても一様で、かたよりがありません。
また、宇宙の果て＝ビッグバンで広がった物質の先端　は、光速度よりはるかに速く動いていて（相対論により光速度としか分かりませんが）どこまで広がっているのか、確認できません。
そういうわけで、広がりの中心を突き止めることはできない、ということだったはずです。

回答No.6

tetsumyi

見える宇宙の、その先が宇宙の中心です。
宇宙の最も遠くは宇宙背景輻射といわれる電波が観測されますが、これこそが宇宙の中心として膨張が始まった中心です。
どの方向を見ても宇宙背景輻射がありますが、これは当然で宇宙は元々は一点だったのですから全ての方向が中心です。
そして、この一点とは宇宙の始まりの過去のことです。

回答No.4

ok9608

物理学で扱う宇宙学は　発展途上のモノと思います。ただ　背景放射の観測、観測星座恒星の後退速度と距離　などの観測値から　フリードマン理論は一応の評価はされていると思います。

ご質問については(1)宇宙は一様等方的に膨張しており　宇宙開闢近傍では空間はゼロにちかく　観測宇宙はその空間に収まっており　どの部位も同じくゼロ空間から膨張している　とされています。だから膨張宇宙の中心はどこでもいいという表現になると思います。(2)宇宙はゼロ空間に近いところから全空間に空間とともに広がったことは間違いないと思いますが　一定の速度ではありません。ハッブルの法則によりますと　星座恒星の観測速度は観測距離に比例している　ようです。　一様等方的膨張のようです。(3)一様等方膨張の意味は一点のみから全方位にわたって一定膨張している　ということではなく　任意点から他の任意点までの後退速度は　それら任意点間の距離に比例していると言うものです。

以上参考までに

回答No.3

noname#175206

考えやすいように、3次元空間を1次元落として2次元曲面・平面で考えてみることにします。

　宇宙は一点から始まったとされています。ビッグバン説ですね。

　当初、宇宙は「閉じている」と考えるのが主流でした。閉じているとは、地球儀の面上のような球面ということです。
　2次元で考えているので、球の内側や外側は、宇宙の外であって、この宇宙について考えるとき、対象外です（非常に応用的な宇宙論では、そういう宇宙の外を考える場合もあります）。

　地球儀だと、地球の自転から南極や北極や赤道が定義されていますけれど、球面の宇宙では宇宙が自転するとは考えません。自転というのは球面の外から見て、初めて言えることですので。

　この2次元平面宇宙では、どこが「絶対的な位置」といったことはありません。地球儀と喩えましたが、真っ白なピンポン玉のほうが近いイメージかもしれません（穴とか刻印とかは無視するとします）。ピンポン玉のどこかが中心ということはありません。そんなものがあったら、卓球をするのに困ってしまいます。

　敢えて言えば、球面にいる観測者は「仮に自分が宇宙の中心にいる」と考える程度です。でも別の場所にいる他の観測者も「仮に自分が宇宙の中心にいる」と考えてよいのです。誰であれ、自分だけが宇宙の中心にいると主張できません。そう主張できる理由がありません。

　この球面が膨張しているわけです。丸い風船が膨らんでいくようなものです。もちろん風船の表面だけが宇宙で、その内外は宇宙の外です。

　その膨らみつつある2次元球面宇宙の過去を考えると、まさに、ある時、一点から膨張を始めたと考えることができます。
　その後、2次元球面宇宙のどこにいても、自分を中心に全てのものが離れ去るように見えます。遠くのものほど速く離れ去って行きます。

　そういうことが空間3次元で考えた、この宇宙の歴史だと考えられていました。

　しかし、その後の観測から、どうも宇宙は閉じていないようだという説が主流になってきています。

　これを、やはり2次元で考えると、球面ではなく無限に広がる平面です。2次元球面宇宙は面積有限です。しかし2次元平面宇宙は最初から面積無限大です。2次元平面宇宙を、いくら時間を巻き戻して考えても、いつでも無限大の広さです。

　もちろん、無限に広い平面には、端などといった境界はありませんから、どこかが中心と考えることはできません。

　その無限大の平面が膨張するわけですが、やはりどこにいても自分を中心に膨張するように見えます。

　そういうことが、空間3次元で起こっているのが、この宇宙だと考えられています。宇宙誕生の最初から無限大の大きさの3次元空間であったことになります。もちろん、どこにも絶対的な中心はありません。

補足

ありがとうございます。

>膨らみつつある2次元球面宇宙の過去を考えると、まさに、ある時、一点から膨張を始めたと

宇宙が膨張を初めて、すぐ、たった数メートルの広がりしかなかった時点でも
そのある一点、宇宙の中心は指し示すことができなのでしょうか？
宇宙がある一点から始まったのなら、過去にさかのぼれば当然その位置は特定できるはずです。
と考えれば、未来からでもその中心が推察できると思うのですが。
宇宙が無限大であることと、宇宙の中心がないということとの関係がよくわかりません。
宇宙の膨張が止まった瞬間に、宇宙の中心がわかるのでしょうか？

回答No.2

BearCave

膨張の中心は４次元空間上にあると考えられているので、その場所は特定できません。

回答No.1

noname#160321

あなたのいるところが宇宙の中心です。
早い話、どこでも良いのです。