宇宙の果てに迫る|サイエンスZERO

NHK・Eテレの「サイエンスZERO(サイエンスゼロ)」で徹底解説!宇宙の果てに迫る!が放送されました。

 

観測で分かった宇宙の果て

国立天文台では宇宙の果てにせまるコンピュータープログラムMitaka(ミタカ)が開発されました。Mitakaにはこれまで観測で明らかになった宇宙のすべてがプログラムされています。現在観測されている中で最も遠い天体は光の速さで132億年もかかるほど離れた場所にあります。この先、観測技術が進歩すると私たちはどこまで遠くの宇宙を見ることができるのでしょうか。実は私たちが観測できる宇宙には限界があります。

 

宇宙が誕生したのは138億年前。ビッグバンが起こりました。その後、宇宙は138億年かけて今の姿になっています。ということは地球から観測できる最も遠い光は138億年かけて地球に届いた光ということになります。それ以上先は決して観測することは出来ないのです。

 

138億年かけて届いた光を発した天体は今、地球から何光年の場所にあるのでしょうか?宇宙は膨張し続けているため、遠くの銀河が発した光が地球に届くまでの間に銀河と地球の間の宇宙空間自体が広がっています。そのため計算によれば光が地球に届くまでにその天体はさらに遠ざかり、今では地球から470億光年の距離にあると考えられます。

 

観測できない宇宙の果てに挑む

観測できない宇宙の果てに迫ろうとしているのがマサチューセッツ工科大学のマックス・テグマーク教授です。宇宙の果てはどうなっているのかテグマーク教授は数学を用いました。注目したのはビッグバンの直前に起こったとされる空間の急膨張、インフレーションと呼ばれる現象です。インフレーション理論によれば宇宙が誕生したとき空間は光より速い速度で急速に広がりました。地球から観測可能な宇宙とは地球に光が届く範囲のことです。つまり地球から比較的近い範囲です。その後も宇宙は膨張し続けたため現在ではその大きさは470億光年になっています。つまり470億光年の範囲は宇宙全体から見ればごく一部にすぎないと言うのです。この理論をもとにテグマークさんは観測可能な宇宙の外側の姿を導きだしました。それは同じような宇宙がずっと広がっているというものです。

 

宇宙空間はなぜゆがんでいる?

スタンフォード大学のアンドレイ・リンデ教授は宇宙が急激に膨張する前の小さな状態の宇宙に注目しました。そのミクロの世界ではどんな物質も絶えず波のように動き続けています。量子ゆらぎと呼ばれる現象です。そのため急膨張する前の小さな宇宙は物質が均一ではなかったとリンデさんは考えています。リンデさんは宇宙を2次元の平面にみたてシミュレーションしました。リンデさんによればインフレーションの急膨張は一箇所ではなく宇宙全体でみると沢山の場所で起こると言います。その結果、空間が膨張した所とそうでないところが現れたデコボコの宇宙が出来たのです。




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