３つの宇宙観

質問

宇宙について考えたとき３つの宇宙観があるのではないか。

１．宇宙は無であると捉える般若心経的宇宙観は、この世の全ては無であり空であると願う東洋的虚無主義がもたらすもの。

２．宇宙は有限であると捉えるビッグバン的有限宇宙観は、創造神の存在を願う一神教的カルト思想がもたらすもの。

３．宇宙は無限であると捉える定常的無限宇宙観は、真理の探求という哲学から論理的必然としてもたらされるもの。

さてこれら３つの宇宙観の中で最も真理に近いと思われるものはいずれであろうか。

回答No.20

potatorooms

「真理」って、なんでしょう？　科学的真理に限ってのことなら、宗教論は出さないですよね。だとしたら、ご質問者さんへの回答として、科学的真理のみを追究しても意味はありません。
宗教的真理は、その多くが直感に基づくものです。科学的観測ではなく、あるべき形を模索して考えだされました。

ご質問者さんが、科学的観測に違和感を感じて、この質問を出されたのであれば、ご質問者さんにとっての真理に最も近いのは、３なんじゃありませんか？

私自身は、科学的真理の最初の偶然には神が宿っていたと思っているので、２ですね。最初の瞬間にだけ神はいて、後は自然の法則と生物たちの意志で今に至っていると考えます。

回答No.19

noname#221368

#18です。かつ大きなお世話です。

　例の人が、月の永年加速を例証に自説を補強してるので、検証を試みます。かの人は、検証という行為に怒るかも知れないが。

＞ちなみに、天文学の１つの謎に、月が毎年３cm遠ざかっているというものがある。

　月の永年加速と言います。

＞・・・実際に計算しようとすると、「海面の盛り上がり」＝満潮は、正中時から約６時間ズレている、即ち月に対して水平になるので「引っ張る効果」は生じない事が明らかとなっている。

　2つとも本当です。なので確かに、通俗的科学解説書の絵は、いい加減かも知れない（わかりやすいけど(^^；)）。

　だけれども、地球の自転速度がすこしずつ遅くなっているという観測事実もある。現在の技術レベルを考えれば、地球の自転速度を測り間違えるとは思えない。ここを起点にしましょう。

　そうすると「地球＋月」の角運動量保存則により、地球の自転が遅くなれば、月の公転速度は地球が遅くなった分、速くならなければならない。

　ただし太陽や他惑星の影響は無視できると仮定している。彼我の距離に比較すると他惑星は小さすぎて影響せず、太陽は逆にでか過ぎて、地球－月の相対運動の詳細には影響しないという想定です。それが、「地球＋月」の角運動量保存則成立の意味です。またニュートン力学の帰結である、角運動量保存則がおいそれと破れる事はない、という確信も本当は暗黙の仮定です。

　では永年加速潮汐起源モデルのどこが不味かったのか？。満潮地点周辺の海水のみが、月を引っ張ると思った点でしょう。考えてみれば、満潮地点周辺の海水のみが、月と重力相互作用してる訳ではない。実際には地球上の全海水が、月と相互作用している。

　そうなると詳細な、地球上の全海面の潮汐海面高分布と、海範囲の全ての地殻標高分布が必要となるが、自分にはとても調べる術はないし、そんなのがあるのかどうかさえもわからない。だから実際いまだに、地球観測衛星は打ち上げられ続けている。

　こういう時は、やっぱり保存則だ。保存則を上手く使えば、詳細を知らなくても、ある程度の結論を出せる可能性がある。

　作業モデルは、次のようになります。

　地球が月を引っ張るではなく、（それと等価なのだけれど）月が海水の動きにブレーキをかける、です。海水は地球の自転運動に随伴しようとしますが、重力相互作用でぶらさがっている月は、その運動にブレーキをかけようとするはずです。何故なら、地球の自転速度は月の公転速度より速いからです（←観測事実）。

　本来、地球の自転とともに運動できるはずだった海水は、月のブレーキによって遅れ、海水と地殻の間で摩擦が生じます。この損失によって、地球の自転速度は減少します。角運動量保存則から、月の公転は増速です（永年加速）。

　その機構は？。「作用・反作用の法則」です。月が地球の運動にブレーキをかける以上（作用）、月の運動は増加します（反作用）。

　後は、地球の自転周期の遅れによる角運動量減少と、月の加速による角運動量増加が、等しいかどうかです。面倒で計算してませんが、観測結果の有効数字の精度内で一致すると予想します。

　そうであれば永年加速潮汐起源モデルは、とりあえず有効です。膨張宇宙物体縮小モデルでなくても良い事になります。

　自分は、この辺りが妥当なところだろうと、判断します。

［追伸］
　もうちょっと簡単な話もあります。

＞月までの距離３８万kmを３cmで割ると、130億弱となる。

　ではビックバンの瞬間に（超高温の米粒の中に）、地球と月が既に形成されていた事になる。しかも誕生の瞬間、地球と月とはくっついている。ちょっと無理があるような気がする。

　それを認めたとしても、地球の年齢は45億年と言われている。では地質屋さんや地物屋さんは、地球の年代測定を3倍弱も誤ったのだろうか？。この人達の根拠は炭素年代測定で、宇宙論とも、太陽系生成数値計算シミュレーションとも関係ない、現場の数値だ。

回答No.18

noname#221368

#17です。

　以前、ミラーニューロン現象について議論した事があります。（下記の#5ほか）

　　http://okwave.jp/qa/q8504520.html

　ミラーニューロンは生理学的に実証された現象で、本当にあります。また量子の長距離相関も実証されています。

　量子の長距離相関とは、ペアになった量子（例えば電子）の一方にある種の変化が起こると、他方へその影響が瞬時に伝わるというものです。（本当はこう言ってはいけないが）その伝播速度は、ペアの距離がどれほど離れていても瞬時なので、無限大というしかない。でもご心配なく、長距離相関は情報もエネルギーも（つまり作用を）運ばないので、超光速通信ではない。作用の伝搬速度は、長距離相関があっても光速以下にとどまる。

　ところが最近、全ての物質はけっきょく量子の塊なのだから（脳も）、脳が発する量子波動が長距離相関により他人へテレパシーのように瞬時に伝わり、それでミラーニューロン現象が起きるといった話がないではない。

　量子力学はそれまでのニュートン力学の明解さと比較して、とても奇妙でトリッキーだった。そのため、それが提出する世界観（物質像）は、途轍もなく斬新だった。哲学方面もその奇怪さに気づき、すぐに反応した。その結果、量子効果に関する様々な拡大解釈や世界観（妄想？）も横行し出す。

　・・・全て前世期の話です(^^；)。でも今も続いている。

　この人の論の基本が量子物理だというのは、わかる。そしてパーツに分ければ、部分部分はそれなりに正しい（のかも知れない(^^；)）。例えば、

＞宇宙膨張＝空間の拡大は、光速cの減少として、プランク定数hの確率的広がりの収束としての物体収縮と等価になるのです。

なんかは、なんとなくファントムエネルギーやダークマターを連想させる。以下は個人的意見です。

　しかし全体としては、ミラーニューロン現象を量子波動で説明する話と、同じ臭いを感じる。独断的で恣意的で、拡大し過ぎた量子効果解釈に見える。この論を、普通の言葉に翻訳できれば、とても面白いSFができるかも知れない。

　ちなみにSFを馬鹿にしてはいませんよ。自分なんかは、SFの夢物語（妄想？）から、物理に興味を持った方だから。しかし、とても読み解く気にならない。

　恐らく、この人の自説の根拠は、そこに書かれている事が全てなのだと思う。答えない主義なのではなく。

回答No.17

noname#221368

#16です。

＞第１の矛盾：
　誰も物質が膨張も収縮もできないとは、言ってないと思いますよ。むしろ言うまでもない事だと、言及しなかった可能性の方が強い。

　物質の三態（固体，液体，気体）はご存知でしょう？。水のような例外を除けば物質は、この順序で膨張（収縮）する。極限状態の物質の態だって、これの延長線上だ。

　超高温になれば原子核と電子が解離し、プラズマと言われる状態になる。さらに温度が上がれば、原子も核子に分解する。つまり膨張する（自由空間では）。

　逆にとことん圧縮されれば、電子は原子核に落ち込み中性子星になる（観測済み）。物質はもっと圧縮できる事もわかっている。中性子の構成を維持できなくなり、裸のコークの塊になるのでは？とか想像されている。ただしそんな状態は、ブラックホール内部などでしか起きそうにないので、観測事例はない（ブラックホール自体は観測済み）。さらに最終状態は、まだ試論の段階。

　ところが超高温の逆の極限で、一瞬なら物質をコークにまで分解できそうだ、という期待がある。低圧力なので一瞬だが、それが現在の大型粒子加速器の目的の一部。一部成功したらしい。その結果自体は素粒子論の直接の成果だが、誰かが言ってた（最新の）ビックバンモデルのコークの時代の傍証にもなる。

＞第２の矛盾：
　原子核と電子の間の空間は、もちろん宇宙の一部です。この宇宙の大域的な相互作用は、重力である事がわかっている。太陽系や銀河間距離は非常に大きいので、遠くの星々からの重力相互作用はほとんど0で、太陽系では、自由空間に置かれた太陽の重力が支配的になるのと変わらない状態になる。こういう場合はニュートン力学が有効になる。重力と遠心力が釣り合うところで、地球の軌道は維持される。

　原子核と電子でも同様。原子核と電子の質量は小さすぎて、重力は全く影響しないといって良い。古典近似では、電気力と遠心力が釣り合うところで、電子の軌道が維持される。

　ではなぜ宇宙は後退するのか？。ビックバンの時点で大きな外向き速度を与えられたのだから、そりゃそうだ。太陽や銀河間の重力相互作用は極めて小さいのだから、拡散しない方がおかしい。

　気体でも原子・分子間の相互作用は極めて小さい。それで相互作用なしとして理想化する。だからほっとけば拡散（膨張する）。原子・分子は電気力により膨らまないが。

　空間がゴム紐のようだと考える必要はどこにありますか？。いらない仮定は立てない。だから、膨張という言葉が、そんな奇妙奇天烈な意味で使われているのか確認したか、とききました。

　ただしこの膨張には、普通でないところもある。あなたの言うように、一点から爆発して出来たなら確かに宇宙には中心がありそうなものだ。しかしない。観測可能な宇宙のどの点から眺めても、同じ後退が見られると予想されている。宇宙に中心があるなら、中心以外では偏った後退が見られるはずだ。

　それで、空間の膨張と時空間の膨張は同じものか調べたか、ときいたんです。時空間の膨張では、時空間をゴム膜のようだとイメージするとわかりやすい。しかしわかりやすいだけで、時間・空間がゴムで出来てるわけではない（当たり前だが）。

＞第３の矛盾：
　これの根拠は特殊相対性理論だと思いますが、例えば地球に対して光速で移動する物体に載る人の時間が、その人にとって止まって見えると、本当に書かれているか確認して下さい。もう少し深い問いなのかも知れないが、とりあえず。

お礼

ご回答ありがとうございます。
ところで宇宙の膨張と収縮についてのある人の解釈を以下に示します。

ある人の解釈：
宇宙の膨張は、物体の収縮と等価です。
宇宙膨張＝空間の拡大は、光速cの減少として、プランク
定数hの確率的広がりの収束としての物体収縮と等価に
なるのです。
ただしその等価性の延長たる起源において、「宇宙膨張」
は先入的なエネルギーの塊からのビッグバンになるのに
対し、「物体収縮」は無限不確定性からの確率的広がり
の収束になります。
それは量子論的世界像において、有限的な存在性（=宇宙）
は認識される事によって派生している＝現在（感受表面=
量子相互作用=光速）から過去（記憶=時間的流れ=超光速）
と未来（予測=空間的広がり=光速下）が対発生している
事に由来しています。

全ての存在は量子的な不確定性に基づいており、無限に
詰め込むと存在確率の山が平らになり、無と等しくなります。
この「絶対無＝不確定性無限」において、その無限の闇に、
認識体の仮定断面（認識可能性）の運動を想定すれば、
相対的に無の風は光になり、認識体はその光（量子相互
作用パターン）の向うに、自己の補完としての（不確定性
原理の相補的不確定性を伴う）宇宙を認識するのです。
そうした階層現象的表面的な定性化（いい加減に捉える事）
による仮象的非光速性に由来する時空認識は、その「階層
現象性」の射影＝進化プロセス（物質進化～化学進化～生
物進化）の138億年としての空間的広がりを見せると共に、
その時空軸の相補分化の対消滅としての138億光年彼方に
宇宙の果てを生じるのです。

ある人の解釈は量子力学の結果から導き出される結論であるという。
ある人の解釈は現代物理学的に正しいでしょうか。
ちなみにそのある人は自説の根拠については一切答えない主義だと言われています。

回答No.16

noname#221368

#15です。まず「お礼」ありがとうございます。しかし「お礼」の内容の意図がわからない。

＞具体例は直ぐそこにあります。

　観測できないものを対象としているのに、なぜ観測可能な対象が具体例ですか？。

＞・・・またその生成はビッグバンによって誕生したとされる。
＞つまりビッグバン有限宇宙論における宇宙とは全宇宙のことではなく、我々の地球のある天の川銀河のことであると捉えればよいのではありませんか。

　そう言ってませんか？。ビッグバンで出来たのは、天の川銀河だけと言ったおぼえはありませんけれど。

　意図不明です。次に補足について。

　「宇宙の膨張」についても、物理学の業界用語になって70年くらいたつので、膨張の意味が多少日常用法からずれてる事は認めますが・・・。

＞・・・何か変だとは思わないの。

　空間がゴム紐かゴム膜のように引き伸ばされるイメージのようですが、本当に膨張が、そんな奇妙奇天烈な意味で使われているのか確認しましたか？。

　「宇宙の膨張」と聞いて、空間の膨張しか頭にないようですが、ここではずっと時空間の膨張と自分は言ってきましたよ。その違いは調べたんですか？。

　無限空間膨張の矛盾については結局、宇宙という言葉の意味の違いだったという、言ってしまえばくだらない行き違いだったのではないですか？。にもかかわらず、上記のような確認すら、やらないのですか？。

　それで聞きたい事があるんですよ。

　　・ビッグバンモデルによれば、観測可能な宇宙の半径は約150億光年で、観測可能な宇宙のどの点からも宇宙は、概ね等方的な性質を持つ。ビッグバンモデルや宇宙の膨張で調べれば、どこにでも出てきます。

　　・ビッグバンモデルによれば、観測可能な宇宙の選択した地点からの距離に比例する速度で、宇宙は後退している。ハップルや宇宙の膨張で調べれば、どこにでも出てきます。

　　・観測可能な宇宙の半径とは、後退速度が光速に達する距離と考えてよい。調べれば、どこにでも出てきます。

　以上を認めて太陽を中心とし（観測可能な宇宙は等方的だから）、地球と太陽との概算距離を1億5000万キロとすれば、空間の膨張により地球と太陽が1m離れるには、単純計算で、約37日しかかからない。100年で約1km。

　上記のスピードは、現在の観測技術でなら測定にかかりそうだ。実際太陽までの距離は、±3m程度の精度で測れるらしい。4ヶ月もあれば1m/37日は検証できそうだ。

　ところがそんな話はちっとも聞こえて来ない。もしそういう結果が得られたなら、コマーシャル好きの物理学会は「ほら、宇宙膨張の証拠だ！」とわめきたてるのは必定と思える。

　この事態を、あなたはどういう風に考えるのだろう？。物質も空間とともに膨張するから、1m/37日を測定できないのだというのも、一つの考えだ。あなたの選択を知りたい。

お礼

私の質問に対し、これ程粘り強いご回答いただき誠に有り難く思います。
あなたの回答は素晴らしいです。　

＞この事態を、あなたはどういう風に考えるのだろう？。物質も空間とともに膨張するから、1m/37日を測定できないのだというのも、一つの考えだ。あなたの選択を知りたい。

私の考え

１．物質も空間とともに膨張すると考えたとき
物質と空間がともに膨張するとはあらゆるものが均等に膨張するわけであるから、そもそも膨張という現象は認識できないことになります。
このとき宇宙の膨張は無意味となるので、実際この考えを支持する人は殆どいません。

２．物質は膨張せず空間だけが膨張すると考えたとき
この場合深刻な矛盾が生じます。
第１の矛盾：ビッグバン宇宙論によると宇宙は米粒ほどの小さなモノから始まり、膨張して今の宇宙になったという。
もし空間だけが膨張し、物質は膨張しないのなら何故米粒より大きな物質である地球や太陽が存在するのか説明できない。
第２の矛盾：物質を構成する原子の内部では原子核を中心に電子が回っているという。
このとき原子核と電子の間の空間は宇宙空間の一部になるのか。
だとすれば原子核と電子の間の空間も膨張していることになるのではないか。
すると物質は膨張せず空間だけが膨張することは起こりえないことになる。
また原子核と電子の間の空間は宇宙空間の一部ではないとする。
すると物質の内部における電場、磁場など空間の物理的性質が全て説明できなくなる。

結局、１も２も矛盾を生むので宇宙の膨張は論理的に考えてあり得ないというのが私の結論です。
しかしビッグバン宇宙論を支持する人はみな２が正しいと考えています。
わたしは２はあり得ない、従ってビッグバン宇宙論は観測事実以前の問題として論理的に間違っているのであり、それゆえに科学ではないと考えているのです。

ここでぜひここに示した私の考えに対するあなたの考えを聞かして頂きたい。

補足

第３の矛盾：
地球から１３７億光年離れた宇宙のある場所から地球を眺めると光速で後退していることになる。
すると地球は光速で移動していることになる。
光速で移動する物体上では時間は停止するのであるが、果たして地球上に住む我々人間にとって時間は停止していると言えるのか。

回答No.15

noname#221368

＞そうであればはじめからそのように宣言すべきである。
＞ビッグバン有限宇宙論が扱う宇宙とは全宇宙ではなく、我々の宇宙＝我々が観測可能な範囲の宇宙ですと明言すべきではないか。

　ビッグバンモデルは、最初からそのように明言してるんですがねぇ～(^^)。

＞でないと甚だしい誤解を生むからである。

　宇宙という言葉が物理学会の業界用語になって久しいので、誤解が生じてもちょっと仕方ない面はありますね。まぁ～物理屋さんが宇宙と言い出したら、観測可能な範囲の宇宙の事だと思うのが安全でしょう。

　物理学会も、宇宙論の啓蒙書の一冊でも読めば、その辺りの事は了解してくれるだろうという態度ではありますけれど、十分な啓蒙書は出てますよ。

＞するとビッグバン有限宇宙論の結論とは、「我々の宇宙＝我々が観測可能な範囲の宇宙は有限である」と主張しているに過ぎないことになります。

　そうですよ。他の結論が出てきたら、そっちの方が驚いてしまう。

＞しかしそんなことは当たり前であって、考えるまでもないことです。

　ここが違うんですよ。

　質問文２．にあるように有限宇宙には当初一神教的カルト思想の背景があった（カルトは言い過ぎだと思うが）のは事実だ。ただしビッグバン的ではなかった。静的有限な階層宇宙でしたからね。

　そうではあったが、天文観測の進歩や中世を揺るがす社会変動の影響もあり、宇宙は無限ではないのか？という考えが、次第に広く受け入れられるようになる。しかしその宇宙も静的だった。

　そしてそれを決定づけたのも、ニュートン力学の包括的成功でした。ニュートン力学では、無限の宇宙を有限の時間で観測し尽せる可能性がある。そこでは作用の伝搬速度が無限大だからです。昔の人達は慎み深かったのか、そんな途方もない事をはっきり論文で言った人は見た事ないが、背景にはそういう暗黙の了解があった。

　1905年にアインシュタインは、作用の伝搬速度が光速以下となる結論を導く特殊相対性理論を提出し、妥当性が認められる。しかし宇宙論における、その重大な物理的意味に気づく人は（アインシュタイン本人も含めて）まだいなかった。当時は今風の宇宙論なんてなかったですから。

　1915年にアインシュタインは、一般相対性理論を提出し、時間変動する宇宙の可能性を開いた（本人は気に食わなかったが）。それでもまだ、宇宙論における重大な意味は気づかれない。

　そうこうする内にハップルの観測結果が出て、それを時間的に逆転させてガモフは、ビックバンモデルを定性的に提唱した。

　ビックバンモデルは魅力的だった。理論的可能性を探った結果、一般相対性理論の計算結果の一つと合致する事がわかった（定性的に）。宇宙背景輻射の発見という観測事実も出てくる（偶然にも）。

　ここにいたって人々はやっと気づいた。作用の伝搬速度が光速以下である以上、有限の時間では有限の宇宙しか観測可能でないと。ニュートン的な無限宇宙観は、17世紀～20世紀初頭のおよそ3世紀間続いていた。

　そんな中で当初のビックバンモデルは定性的にではあるが、人間の観測可能な宇宙は有限である事を理論的根拠に基づいて、はっきり確定してみせた。この意義は非常に大きい。

＞ビッグバン有限宇宙論に限らず全ての宇宙論がこの類であるとするなら、宇宙論ってのは単なる天体観測技術に過ぎないことになるのではないか。

　そうではないでしょう。全ての宇宙論が有限宇宙しか扱わなかったとしても、その有限宇宙の事すら良くわかっているのとは、ほど遠い状態だ。それなのに、有限宇宙の研究には意味はないですか？。それらが、単なる天体観測技術に過ぎないなんて事は、あるはずがない。

　私が「我々の宇宙の定義」を持ち出したのは、あなたの言うような意味ではビッグバンモデルが、なんら論理的に矛盾していない事を、納得してもらいたかったからだ。

　現実の宇宙論の研究者の中には、この宇宙の外を対象にしている人たちもいる。観測可能なこの宇宙をサンプル事例として、なんとか彼岸の彼方も推測できないか？と、奮闘してるわけですよ。ただし数は少ない。

　仕方ないじゃないですが。なにせ直接的な具体例がないのだから。しかしそういう事情もあって、宇宙という用語の定義が、物理の業界標準として、ちょっと曖昧なところは確かにある。

＞何故なら本来宇宙とは全世界、全宇宙を意味する以外ないからである。

　語源としての意味は、今も昔も変わっていません。現在の宇宙論が、「そこまで行けてないだけだ」と考えるのが妥当でしょう。でもけっこう良くやっていませんか？。

　一般相対性理論が出たのは、高々100年前です。少なくともこの日本で、ほとんど人が餓死しなくなるのに、記録に残ってるだけで25世紀もかかったんですよ(^^；)。

お礼

＞仕方ないじゃないですが。なにせ直接的な具体例がないのだから。

具体例は直ぐそこにあります。

宇宙には銀河と呼ばれる島宇宙、つまり星の集団が多数あり、この地球と太陽系もその銀河の一つである天の川銀河に属していることが分かっています。
天の川銀河については観測と計算によって、その形状は渦巻形円盤であること（球体ではない）、大きさは直径約10万光年、質量は太陽の1兆2600億倍、年齢129億年、その中における地球や太陽の位置などが分かっています。
またその生成はビッグバンによって誕生したとされる。
つまりビッグバン有限宇宙論における宇宙とは全宇宙のことではなく、我々の地球のある天の川銀河のことであると捉えればよいのではありませんか。

補足

No.14のところ
＞＞さらに膨張の意味についても我々自身は膨張しているのか膨張していないのかさえ分からないのですよ。

＞　（また適当すぎる事を言って誰かに怒られそうだが）実際には少なくとも重力場の計算まで入ってきて状況は複雑だけれど、究極的な発想は、気体の膨張と同じです。気体の体積が増える時に、気体の分子・原子の体積まで増えなくても、気体は膨張できる。現実に起こっている事をモデルにして、なぜ駄目なのか？。わからなければ、膨張も出来ませんか？。

気体が膨張するとき気体の分子・原子の体積は変わらないが、気体の分子・原子間の距離は大きくなっていなければなりません。
同様のことを想定すると宇宙が膨張するとき地球や太陽の体積は変わらないが、地球と太陽の間の距離は大きくなっていなければならないのではないか。
何か変だとは思わないの。

回答No.14

noname#221368

#12です。

＞例えて言うならば地球上の砂粒一つを調べて地球全体について語るに等しいかもしれないのです。

　「等しいかも」ではなく、「等しい」んですよ(^^；)。だから最低限、有限の観測結果を説明できるように理論を組み立て、そうでない可能性にも対処できるように、いくらでも膨張できるようにもしておく。理論とは、そういうものでしょう。

＞宇宙の全てを語る程の観測結果など原理的に考えて有り得ないのです。

　あり得ませんねぇ～(^^)。なので暫定対処は上記です。

＞だからそんな観測結果を基に理論モデルを立て、宇宙パラメータを考えたところで全て無意味ってことになりませんか。

　そんな事をいっちゃ駄目ですよ。まず宇宙を説明し尽せる万物理論があったとしても、その理論も有限範囲では現在の理論と同じ説明が出来なければならない（形は違えど）。もし出来なければ、現実と合わない良くできた空論という事になる。そのような事情まで無視して「無意味」と言い張るのは、言い過ぎだと思いませんか？。

　次に、この宇宙が無限だと思うのは何故だろう？。それも砂粒一つを調べて地球全体について語るに等しい行為ではないですか？。宇宙の全てを語る程の観測結果など原理的に考えて有り得ない、のだから。それともあなたは、現実を観察しないのですか？。

＞そもそも膨張宇宙を仮定すること自体が、宇宙は有限であると元より結論していることになるんですよ。

　話の順序が逆です。我々に見える宇宙は有限だと思えるから、膨張宇宙を仮定した。観測結果に反する仮定をあえて選択したら、それは理論ではない。もちろんこれは暫定対処です。宇宙の全てを語る程の観測結果など原理的に考えて有り得ない、のですから。

＞何故なら膨張ってのは有限空間において意味を成すのであり、無限空間が膨張することは出来ないからです。

　最初に設定した無限の時空間が膨張するなんて、一言も言ってないんですがねぇ～。膨張するのは、その中で局所的にまとまった小集団の分布（我々の宇宙）の事です。現状では、宇宙半径の外にも、似たような時空間が拡がっていると想定するしか手がありませんが、本当にそうなのかも知れない。それは否定しません。だから全宇宙は無限なのかも知れない。それも否定しません。
　宇宙半径の外にあり、現状では相互作用できない領域の事は相手にしてられないので、相互作用できる（なんとか見える）ぎりぎりの範囲を、「我々の宇宙」と呼んでるだけです。知りたいのはとりあえず、我々の宇宙の事であって、「別の宇宙の事は、また後でな」が順序ではないですか？。

＞さらに膨張の意味についても我々自身は膨張しているのか膨張していないのかさえ分からないのですよ。

　（また適当すぎる事を言って誰かに怒られそうだが）実際には少なくとも重力場の計算まで入ってきて状況は複雑だけれど、究極的な発想は、気体の膨張と同じです。気体の体積が増える時に、気体の分子・原子の体積まで増えなくても、気体は膨張できる。現実に起こっている事をモデルにして、なぜ駄目なのか？。わからなければ、膨張も出来ませんか？。

＞我々の宇宙より一つ次元の高い別の無限空間が存在するなどと簡単に仮説を立てて良いものだろうか。

　宇宙の記述に少なくとも4次元時空が必要な事は、日常経験からの結論です。4次元時空は我々の宇宙の背景なので、全然高次元ではありません。仮説は仮説ですが、経験事実がある以上、作業仮説と呼ぶべきものです。それを言ったら、3次元空間も作業仮説ですよ。

＞・・・更に一つ次元の高い別の無限空間も存在すると仮定しないとならないのではないか。
＞となると数学的帰納法の適用により宇宙は無限次元でなければならないのではないでしょうか。

　まず4次元時空を想定させる経験事実からは、5次元以上は不要です。いらない仮定は立てない。数学的帰納法は、整数理論の適用が妥当だと判断される場面で使用すべきものだ。整数理論は（適用すれば次元の）無限系列の想定と同じだが、最初からそれは不要だと判断する。ただし経験事実に基づいた別の理論予想などがあれば、判断も変わる。超弦理論はその一つだが、それでも最大16次元で、無限次元の可能性は不要なので最初から相手にもされない。

＞ここで根本的な問題が生じていることに気付きませんか。では宇宙とは何かってことですよ。

　答えたと思うのだけれど、ここなんだろうな、きっと。その結果、実生活でも良くある事だが、「我々の宇宙」という用語の定義の違いに過ぎないという、くだらい話にもなりそうだ。

＞・・・そのような無限空間が存在すると仮定した上で観測結果から宇宙は有限であると結論できるのでしょうか。
＞何か変だとは思わないのか。

　無限空間（時空間）は否定していないし、宇宙が無限である可能性も否定していない。全宇宙が無限でないとは一言も言っていない。そのような背景のもとでないと、有限領域の膨張は考えにくい事もある。

　　・あちらからの光がとどく最大範囲．

　それが私の「我々の宇宙」の定義です。それは有限範囲に決まっているから、そうでないと言ったら逆に嘘になる。全宇宙の事は「また後でな」。

お礼

＞　それが私の「我々の宇宙」の定義です。それは有限範囲に決まっているから、そうでないと言ったら逆に嘘になる。全宇宙の事は「また後でな」。

つまり宇宙論が扱う宇宙とは全宇宙のことではなく、我々の宇宙＝我々が観測可能な範囲の宇宙ってことになる。
そうであればはじめからそのように宣言すべきである。
ビッグバン有限宇宙論が扱う宇宙とは全宇宙ではなく、我々の宇宙＝我々が観測可能な範囲の宇宙ですと明言すべきではないか。
でないと甚だしい誤解を生むからである。
するとビッグバン有限宇宙論の結論とは、「我々の宇宙＝我々が観測可能な範囲の宇宙は有限である」と主張しているに過ぎないことになります。
しかしそんなことは当たり前であって、考えるまでもないことです。
人間が観測可能な範囲は有限であると言っているに過ぎないからである。
それは宇宙とは太陽系宇宙のことであるとか、銀河系宇宙のことであるなどと限定して考えるのと何も変わらない。いずれも有限である。
極端なはなし我々が住む部屋の中も宇宙であって有限空間であると考えるのと大して変わりはない。
ビッグバン有限宇宙論に限らず全ての宇宙論がこの類であるとするなら、宇宙論ってのは単なる天体観測技術に過ぎないことになるのではないか。
何故なら本来宇宙とは全世界、全宇宙を意味する以外ないからである。

回答No.13

UROIUSH

こんにちは

１と　２，３は宇宙観という点では大きな隔たりがあると考えます。
要は、１は物質量的な観点で宇宙を見ている点　、　２，３は時空的な観点から宇宙を見ていると考えます。

１については部分的に正解です。我々が宇宙（日常も含めて）を観測し、認知していると言う現象がある以上、完全な無では無いと思います。完全な無とは、すべてのバランスが取れた状態。すなわち　1-1=0 となるように、いわば宇宙のすべてがキャンセルされた状態といえましょう。
しかし、現在のところ、宇宙はその状態にはないようです。

２が真理に近いと考えます。

２において、ビックバンを原点とする、時間の極限を考えて見ます。
∞の時間が経過したとき、宇宙を膨張させて要素が宇宙の膨張を妨げる要素に対して強い場合、
宇宙の膨張は進行し、エントロピーが最大に達したとき、３の状態となります。
すなわち、無限の時間、無限の空間　つまりは無限の時空が存在し、宇宙は定常的な∞状態となります。
これは、３の状態です。　すなわち、３は、２の極限を取った際の、発散となります。

一方、膨張要素が妨げ要素より弱い場合、宇宙は、動的並行状態となります。
すなわち、ビックバン　→　膨張　→　静止　→　収縮　→　ビッククランチ　→　ビックバン
という　ある種の振動状態になります。

この状態では、時空は膨張収縮を繰り返し、安定していません。　「宇宙」内の時空で考える場合、時空が消滅と
発生を繰り返しているため、定常状態とはいえません。
しかし、この「宇宙」を内包する、上位の時空が存在した場合（この時空が存在する宇宙をハイパー宇宙とします。）、
宇宙はハイパー宇宙内で一定のサイクルを繰り返す振り子のような存在となります。

ここで、議論を宇宙に限定すれば、宇宙は無限の時間振動を続け、動的な定常状態となり、無限の時間存在していると解釈できます。
ところが、この議論をハイパー宇宙に適応すると、ハイパー宇宙が発散する場合、当然宇宙のエントロピーも増大し、
すべてが、発散、すなわち３の状態となります。
振動状態なら、宇宙もろとも、ハイパー宇宙が振動してしまいます。
ではハイパー宇宙のさらに上位のアルティメット宇宙、そしてその上位のビヨンド宇宙と無限に宇宙の存在を定義して行った場合、宇宙が∞に存在し、かつ、すべてが発散するなら、３の状態となります。しかし、どの条件が欠けても３は成立しません。
やはり、３は２の∞極限のひとつの解に過ぎないと考えられます。

お礼

＞ではハイパー宇宙のさらに上位のアルティメット宇宙、そしてその上位のビヨンド宇宙・・・

何で初めから無限次元宇宙が出てこないのさ。

回答No.12

noname#221368

#11です。

＞＞そもそも無限の時空間を想定しておかなければ、・・・

　この表現はまずかった。誤解を招きますね。

＞・・・膨張する宇宙とは有限宇宙だから膨張するんではありませんか。そもそも無限宇宙が膨張できるのですか。

　面倒な事は言いたくないので、強引ですがここでは次のように考えて下さい（いい加減すぎると思ったら、誰か突っ込んで下さいね(＾＾；)）。

　この宇宙の外の事はわからないので、とりあえず普段経験するような時空間が無限に拡がっていると仮定するのが、まぁ～現時点での実情でしょう。本当にそうであれば良いという願いはあるでしょうが、観測できないので、どうしようもありません。

　しかし我々がいま住んでいる宇宙が、無限の時空間全体を占拠していると即断するのは、虫が良すぎませんか？。我々の宇宙は、有限領域に限られるのかも知れません。観測結果からは、有限と考えるのが妥当そうだという事です。

　上記に整合するような理論モデルを立てると、モデルの状態を決定づけるパラメータの値によっては、無限定常な解も出てきます。これは数学モデルなので、こういう時空間の状態が、我々の宇宙だよという定義がちゃんとあります。それは理論予想と観測結果を基にした定義です。その定義を満たした上で、無限定常な解も許容されます。

　そうすると問題は、我々の宇宙のパラメータはどうなってるのか？，我々の宇宙を特徴付けるものは何か？、となると思うのですが。

　パラメータの方は、非常に微妙な値の観測になるので、まだ決定打はありません。それどころか他の傍証から、宇宙は無限に膨張し続けるのではないか？、と最近は言われています。膨張し切ったら、それは無限定常です。

＞＞物理的障壁はありません。壁の外とは相互作用できないだけです
＞・・・この部分は観測事実によるものではなくあくまで予想ですね。
＞そんなことが予想できる根拠とはいかなるものでしょう。

　あんまりこういう表現は使いませんが、我々の宇宙を特徴付ける属性の一つが、相互作用限界距離（宇宙の半径）です。

　大した話ではありません。例えば物に触るという行為は、私と物との一つの相互作用です。例えば超遠方にある銀河に触るためには、そこまで行く必要があります。その銀河が現時点で見えなければ、光の速さで走ったとしても、現時点では遠すぎて触れない（相互作用できない）訳です。予想の根拠とは、全ての作用の伝搬速度は光速度以下であるという、物理の一般的要請です（これも経験事実から来た仮定ですけどね(^^；)）。

＞富士山の上から太平洋を眺めれば地球が球体であることは直ぐに分かることです。
＞私は実際に富士山の上から太平洋を眺めて地球が丸いことをこの目で確認しております。
＞観測事実とはそのよう事実のことです。

　富士山の上から太平洋が湾曲して見えた、というのが正確だと思いますが。自分も経験してます（富士山ではないが）。太平洋が湾曲して見えたのは、地球が平らな丸いテーブルだからかも知れませんよ。実際そう信じている人達は、この地球上に今でもごまんといます。

　それでもあなたは、地球は球体だと信じてると思う。太平洋が湾曲して見えるのは、重要な傍証ではあるが決定打ではない。あなたが地球は球体だと信じるのは、太平洋が湾曲して見えるからだけではないはずです。別の根拠がありますよね？。

　たった一つどころか、複数の観察事実を揚げたところで、それらはいかようにでも解釈できる。「単体の」観察事実とはそのような事実のことです。

　そこでさらに聞きますが、富士山に登って、富士山は丸い地球の那辺にあるのか正確にわかったのですか？。富士山は丸い地球の中心ですか？、それともそうじゃないのですか？。

　観測精度の問題と原理上の問題とを混同するのは、まずいと思う。

＞＞相互作用限界距離なので、いいだけの観測結果と理論的予想があります。調べれば、すぐ出てきます。
＞相互作用とは何のことか説明できなければ全て無意味ではないかと思います

　相互作用は説明したと思います。

＞我々の宇宙より一つ次元の高い別の無限空間が存在するという仮説ですか。

　経験科学的には仮説ではありません。運動の記述には、どうしても4自由度必要だからです。(縦，横，高さ，時間)。それは宇宙論なんかなくとも、初等的例ですぐわかります。

＞ではその一つ次元の高い別の無限空間を宇宙と見做さないのは何故か。

　最初に言ったように（仕方ないので）、とりあえず技術的にそう見做してますよ。

＞その考えに従うと宇宙は無限になるのではないか。

　ならない。最初に言ったように、それは虫が良すぎる。

＞・・・そんなことが分からないのに何で宇宙は膨張しているなんて考えることが出来るのでしょう。

　見える範囲が後退してる（この意味は、もういいですよね？）という観測結果から。もちろん単体の観測事実はいかようにでも解釈できるが、原理上の仮定と他の多数の傍証から、膨張していると解釈するのが妥当と思えるから。

　現在ではハップルの時代よりも（ハップル望遠鏡などにより）さらに観測精度は上がっています。なぜ膨張していると思えないのですか？。

＞我々自身も（宇宙の一部として）膨張していると考えるビッグバン宇宙理論もあるということでしょうか。

　正確には、あっただと思います。あまり良い結果を出せなかったので、今では全然話題になりません。

＞＞　どの程度の勢いで膨張しているかは、相互作用限界距離の話なので、いいだけの観測結果と理論的予想があります。
＞これも相互作用とは何のことか説明できなければ全て無意味ではないかと思います。

　相互作用は説明したと思っています。

＞時間は順方向にしか進まず、逆方向には進まないっていうのも経験則ですかね。
＞これは観測事実ではなく法則ではないのですか。

　過去や未来に行けた事実はないので（知らないだけかも知れないが(^^；)）、「時間は順方向にしか進まない」という経験事実は、反証可能性がないので法則に格上げできないでいます。という事は、もちろん物理法則かも知れません。

　それでもう少し客観的な時間の指標として、熱力学の第2法則に由来するエントロピーの増大を、時間進行の尺度にできないか？という話は、ちょっとあります。

お礼

＞この宇宙の外の事はわからないので、とりあえず普段経験するような時空間が無限に拡がっていると仮定するのが、まぁ～現時点での実情でしょう。本当にそうであれば良いという願いはあるでしょうが、観測できないので、どうしようもありません。

＞しかし我々がいま住んでいる宇宙が、無限の時空間全体を占拠していると即断するのは、虫が良すぎませんか？。我々の宇宙は、有限領域に限られるのかも知れません。観測結果からは、有限と考えるのが妥当そうだという事です。

ここの説明はあなたが言った通り確かに相当にいい加減だ。
その観測結果というのは人間が観測できる範囲で観測したのであって、宇宙の全てを観測した結果とは言えないでしょう。
宇宙の中のほんの一部を観測したに過ぎない。
例えて言うならば地球上の砂粒一つを調べて地球全体について語るに等しいかもしれないのです。
宇宙の全てを語る程の観測結果など原理的に考えて有り得ないのです。
だからそんな観測結果を基に理論モデルを立て、宇宙パラメータを考えたところで全て無意味ってことになりませんか。

そもそも膨張宇宙を仮定すること自体が、宇宙は有限であると元より結論していることになるんですよ。
何故なら膨張ってのは有限空間において意味を成すのであり、無限空間が膨張することは出来ないからです。
さらに膨張の意味についても我々自身は膨張しているのか膨張していないのかさえ分からないのですよ。

＞＞ではその一つ次元の高い別の無限空間を宇宙と見做さないのは何故か。

＞　最初に言ったように（仕方ないので）、とりあえず技術的にそう見做してますよ。

我々の宇宙より一つ次元の高い別の無限空間が存在するなどと簡単に仮説を立てて良いものだろうか。
もしそんな仮説を立てるのであれば、その一つ次元の高い別の無限空間より更に一つ次元の高い別の無限空間も存在すると仮定しないとならないのではないか。となると数学的帰納法の適用により宇宙は無限次元でなければならないのではないでしょうか。

ここで根本的な問題が生じていることに気付きませんか。
では宇宙とは何かってことですよ。
我々の宇宙より一つ次元の高い別の無限空間は宇宙なのか宇宙ではないのか？
そのような無限空間が存在すると仮定した上で観測結果から宇宙は有限であると結論できるのでしょうか。
何か変だとは思わないのか。

回答No.11

noname#221368

#10です。

＞・・・人間が観測できる範囲が宇宙の全てであるとみなすのは間違いでしょう。
＞何故なら人間の目の届かないところに宇宙は延々と無限に広がっているかも知れないからである。

　その通りです。だから「有限に見える」と言ってるだけです。時空間が無限でないとは、一言も言ってません。

　そもそも無限の時空間を想定しておかなければ、「現時点で膨張する宇宙」という理論モデルを組み立てるのは、論理的に不可能です。

＞１．宇宙が有限であるならその有限宇宙はどのような形状を成しているのかとか、

　もっとも荒い近似で球と考えられています。球からどれだけずれているかは、宇宙の大規模構造の観測から、いずれ暫定的に結論が出るでしょう

＞２．その有限宇宙を包む宇宙の壁はいかなるものかとか、

　物理的障壁はありません。壁の外とは相互作用できないだけです（つまり見る事もできない）。つまり壁とは、現時点で相互作用出来る距離限界です。それは少しずつ拡がりつつあります。というか、そういう予想です。

＞３．地球はその有限宇宙のどの辺りに位置しているのかとか、

　正確な世界地図がなかった頃、日本はアジアはアフリカはヨーロッパはアメリカは、有限地球のどの辺りに位置していたのだろうか？。不正確もしくは判別できない事を持って、地球球体説はペテンなのだろうか？。科学ではないのだろうか？。

＞４．その有限宇宙の大きさはいか程かとか、

　相互作用限界距離なので、いいだけの観測結果と理論的予想があります。調べれば、すぐ出てきます。

＞５．その有限宇宙に中心はあるのか、どの辺りに中心があるのかとか、

　中心はないとも言えます。全てが中心だとも言えます。その根拠は、最も粗い近似で我々の宇宙は、（無限の）4次元時空の中の4次元球体の表面としての、3次元球体という理論モデルです。現在の理論モデルでは、上記の問いは無意味であるというのが、答えです。

＞６．もしその有限宇宙が膨張しているのなら我々自身も（宇宙の一部なのであるから）膨張しているのかとか、どの程度の勢いで膨張しているのかとか、

　我々自身も（宇宙の一部なのであるから）膨張しているのかどうかは、はっきり言ってわかっていません。そう考えると、現在の理論の理論的整合性が向上する可能性もある、といった程度です。しかしだからと言って、

　　・正確な世界地図がなかった頃、日本はアジアはアフリカはヨーロッパはアメリカは、有限地球のどの辺りに位置していたのですか？。不正確もしくは判断できない事を持って、地球球体説はペテンですか？。科学ではないのですか？。

　どの程度の勢いで膨張しているかは、相互作用限界距離の話なので、いいだけの観測結果と理論的予想があります。調べれば、すぐ出てきます。

７．・・・・・その他いろいろ、いくらでも疑問は噴出します。

　いくら疑問が噴出しても、理論モデル（仮定）に基づいて論理的に答える事ができます（それなりに(^^；)）。それを受け入れるかどうかは、あなたの自由ですが、受け入れられないからと言って、

　　「実のところはこれらについて何一つ答えていないのです。」

と言うのは、独断でしょう。何があっても（それなりに(^^：)）全部答えられますからね。

＞８．もしこの宇宙が有限宇宙なのであれば、それは閉鎖系宇宙を意味するのであるから・・・果たして宇宙全体が無秩序に向かっていることを示す観測事実があるのか。

　（ビックバンの定義も最近は古典的なものから変更されてますが）ビックバン直後、宇宙は完全な対称性（秩序）を保っていたと、最近の理論では考えられています。そこから熱力学第２法則に由来する自発的対称性の破れにより、特徴を持たない光子の海（←だったかな？(^^；)）が偏り（無秩序への第一歩）、通常の物質（主に水素）と、物質の質量が生まれたと考えられています。

　よって我々が存在する事そのものが、最終的な熱死状態への予兆だという事になります。

　ちなみに熱力学第２法則も、経験則であり観測事実ですからね(^^；)。

お礼

＞　そもそも無限の時空間を想定しておかなければ、「現時点で膨張する宇宙」という理論モデルを組み立てるのは、論理的に不可能です。

ちょっと不思議ですね。
膨張する宇宙とは有限宇宙だから膨張するんではありませんか。
そもそも無限宇宙が膨張できるのですか。

＞物理的障壁はありません。壁の外とは相互作用できないだけです

壁の外に空間は存在するが壁の内とは相互作用できないということですか。
それとも壁の外には空間は存在しないという意味ですか。
相互作用とはどんな作用のことですか。
壁の内側のあらゆる物理現象が外側には作用しないということですか。
この部分は観測事実によるものではなくあくまで予想ですね。
そんなことが予想できる根拠とはいかなるものでしょう。

＞不正確もしくは判別できない事を持って、地球球体説はペテンなのだろうか？。科学ではないのだろうか？。

富士山の上から太平洋を眺めれば地球が球体であることは直ぐに分かることです。
私は実際に富士山の上から太平洋を眺めて地球が丸いことをこの目で確認しております。
観測事実とはそのよう事実のことです。

＞相互作用限界距離なので、いいだけの観測結果と理論的予想があります。調べれば、すぐ出てきます。

相互作用とは何のことか説明できなければ全て無意味ではないかと思います。

＞我々の宇宙は、（無限の）4次元時空の中の4次元球体の表面としての、3次元球体という理論モデルです。

我々の宇宙より一つ次元の高い別の無限空間が存在するという仮説ですか。
ではその一つ次元の高い別の無限空間を宇宙と見做さないのは何故か。
その考えに従うと宇宙は無限になるのではないか。

＞　我々自身も（宇宙の一部なのであるから）膨張しているのかどうかは、はっきり言ってわかっていません。

不思議です。
そんなことが分からないのに何で宇宙は膨張しているなんて考えることが出来るのでしょう。

＞そう考えると、現在の理論の理論的整合性が向上する可能性もある、といった程度です。

我々自身も（宇宙の一部として）膨張していると考えるビッグバン宇宙理論もあるということでしょうか。

＞　どの程度の勢いで膨張しているかは、相互作用限界距離の話なので、いいだけの観測結果と理論的予想があります。

これも相互作用とは何のことか説明できなければ全て無意味ではないかと思います。

＞ちなみに熱力学第２法則も、経験則であり観測事実ですからね(^^；)。

時間は順方向にしか進まず、逆方向には進まないっていうのも経験則ですかね。
これは観測事実ではなく法則ではないのですか。