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遠い宇宙は、本当に光速以上で膨張するの？
遙か彼方の宇宙（１５０億光年くらい？）の膨張速度は光速と同じになり地球に光が届かないから観測できない。だから、そこが宇宙の果てでもあるということを聞いたことがあります。 でも、相対論では、光速より速いものは存在しないはずですよね。 「存在しない」のと「観測できない」のは違うと思うのですが、矛盾しませんか？相対論と膨張速度の関係はどうなっているんでしょう？ 難しい数式はわかりませんので、易しい言葉で教えてください。
- 天文学・宇宙科学
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膨張する宇宙内にある星自身は、別に光速で移動しているわけではありません。 ゴム風船を思い浮かべていただければ分かります。 表面にたくさんの点々を書き、その風船を膨らませます。 このとき、ある点Ａを基準に考えると、すぐ隣にある点Ｂは一定の速度で遠ざかっています。このときどの点を基準に考えても、すぐ隣の点が遠ざかる速度はそう大して変わりません。 それなのに、ある点Ａから遠く離れた点Ｃの遠ざかる速度はどうでしょう。点Ｂが遠ざかる速度よりも遥かに速い速度で遠ざかっています。 これは、風前自体が拡張しているからです。 つまり、宇宙自体が光速以上の速度で膨らむ必要はないんですね。 宇宙がどんな速度で膨らんだとしても、遠く離れた星が遠ざかる速度は光速を超えてしまいます。 「光速を超えられない」という相対性理論の原則は、「ある１つの物体は光速を超えられない」ということであって、何ら情報交換のない２つの点の「間」は光速を超えても矛盾しないのです。 たとえば、紙で円筒を作り、その中心に懐中電灯を置きます。 この懐中電灯のスイッチをオンにして、円筒の内側に光が当たるようにし、懐中電灯を光速で回転させます。 すると、円筒の内側に写った光が移動する速度は光速を超えます。 このように、「見た目だけ光速を超える」ことは案外簡単なんです。
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- bttf2003
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＞遙か彼方の宇宙（１５０億光年くらい？）の膨張速度は光速と同じになり地球に光が届かないから観測できない。だから、そこが宇宙の果てでもあるということを聞いたことがあります。 多分、この「情報」の解釈そのものの誤解が、質問者さんの疑問点となっているのです。 「遙か彼方の宇宙（１５０億光年くらい？）の光は、地球に光が届かないから観測できない。」 「光が届かない」と「存在」を物理学的に証明できない。 「物理学的に証明できない存在」は、物理学で扱う必然性がない。 故に、「１５０億光年以上先の宇宙を、考える必要はない」（正確には、「物理学的には」が抜けていますが） という、解釈が正しい解釈だと思います。 ＞「存在しない」のと「観測できない」のは違うと思うのですが・・・ 物理学的には、「存在しない」のと「観測できない」は、ほぼ同じと考えても差し支えないでしょう。 ＞相対論と膨張速度の関係はどうなっているんでしょう？ 相対論（この場合は、特殊相対性理論のこと）と膨張速度の関係はありません。
お礼
ご回答有難うございました。 ＞物理学的には、「存在しない」のと「観測できない」は、ほぼ同じと考えても差し支えないでしょう 確かに全く影響を与えない現象については（そもそも現象自体もわからない）については、考えても意味無いですね。影響を与えないということは、矛盾もしないという理解でいいのでしょうか。 皆様のご回答を読んでいくうちに少しずつですが、わかってきました。ありがとうございます
- nrb
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遠い宇宙は、本当に光速以上で膨張するの？ 良い質問ですね だれしも疑問に思うのは良いことだと思います たしかに No3さんがおっしゃるようにハッブル定数はあります 今のわっている（人間とってはに少ない情報の中ですが）範囲ではハッブル定数が一番妥当だと思われいます なんせ遠い宇宙を大望遠鏡や電波望遠鏡などを使ってそこから得られた情報が頼りですから この情報をスパーコンピュターで解析ですね これが、ブラックホールだと写真が出たますが 写真を解析しただけにすぎず もしどこでもドアがあって←(^_-)-☆ そこえ見にいけたら違ってるかもしれません 時代が進めば新たな発見などにより遠い宇宙は、本当に光速以上で膨張しているのが発見又は理論が打ち出されるかもしれません 又は他の状態かもしれません ニュートン から アインシュタイン へ それを超える日がやってくると思いますよ 大概新しい発見は疑問に思いなぜってから 又は実はこうじゃないと言う仮設から生まれるのが多いです 結論は今の地球の科学力では解明できないまだ未知なる範囲だと私は思います 解明されてないから研究がされると思います また、解明されていると思っているものでもあんがい 新たな 発見はされています
お礼
＞解明されていると思っているものでもあんがい新たな発見はされています そうですね。ニュートン、アインシュタインなどが誕生する以前も科学があり、かつては天動説が信じられていたのですから・・・ 将来の宇宙論は、今とは全く違っている可能性もあるのでしょうね。 「２０世紀頃の科学は、光速は越えられないと本当に信じていたんだよ」、「うっそ～」なんて、未来の人類が会話していることもあるかもしれませんね。 ご回答有難うございました。
- SteveStrawb
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「膨張速度は光速と同じ」とは誰が言ってるんですか？ 宇宙の膨張する比率は「ハッブル定数」という比例定数で表現されています。この「ハッブル定数」で検索してみてはいかがですか？ 最新の観測では、１００万パーセクあたり秒速６０～７０kmです。（１パーセクは3.26光年です） 光速に加速するには無限大のエネルギーが必要である（だから光速に加速できない）という相対性理論には何ら矛盾していませんが。
お礼
ハッブル定数・・・検索すると、沢山出てきました。 いくつか拾い出して読んでますが、膨張速度（遠ざかる速度）と距離に一定の法則がある。相対論とは矛盾しない。まだハッブル定数は、正確なものが出ていない・・・といった内容が書かれていました。 数式が理解できない私には、もう少し時間がかかりそうです。 ご回答有難うございました。
- cliomaxi
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相対性理論では光速度を超えられないのは質量を持った物質に対してのことで、空間の膨張とか、噂とかは光速度を超えても相対性理論に矛盾しません。 また、存在が確認はされていませんが、「タキオン」というものがありますが、これは逆にその性質上「光速度より遅くなれない」そうです。
お礼
ご回答ありがとうございます。 ＞光速度を超えられないのは質量を持った物質に対してのことで・・・ え～と、宇宙空間が膨張しているということは、質量をもった天体も膨張にあわせて一緒に遠ざかっているということですよね？（天体は遠ざかることなく、空間のみが膨張しているわけでは無いと思うんですが） ということは、遠い宇宙（小宇宙などの質量をもった天体）は、地球から見て光速を超える速度で遠ざかっていると思うのですが、この辺をもう少し教えていただけないでしょうか？
- Aruku-20030515
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こういったネタに疎い自身ですが そういったネタが好きな人に聞いたことがあります。 「光以上の速度で膨張などがあれば現在の観測システムでは観測不可能」と聞いたことがあります。 よって 存在しないかどうかは机上の空想でしかないでは？＜実際 研究者の間では「実際の観測データ」を元に「机上の空想」をするそうですが。
お礼
早速のご回答有難うございます。 仰るとおり、観測できないので机上の空想だと思いますが、でも「ビッグ・バン」などは誰も観測していないと思うんです。 最初に仮説（空想）を立て、観測機器が発達した後にそれが事実であっただろうというデータが徐々に集まるという現象は、宇宙に関すること以外でも珍しく無いと思いますけど・・・（う～む。私も難しいことはわかりませんが）
お礼
ご回答有難うございました。 ＞何ら情報交換のない２つの点の「間」は光速を超えても矛盾しないのです つまり、双方に何ら影響を与えないものでは、光速を超えることもあるということですね。 皆様のご回答を読んでいくうちに少しずつですが、わかってきました。ありがとうございます。