宇宙があらゆる方向に永遠に続くことを想像することの方が厄介なのか、それともその先には何もないエッジがあることを想像することの方が厄介なのか、言うのは難しい.
天体物理学は、私たちがどのような実存的危機を経験すべきかについてのガイダンスを提供していません.宇宙が永遠に続くかどうかについては、自信を持って言うことはできませんが、私たちの観測可能な宇宙にはエッジがあると言うことができます.存在するかどうかに関係なく、その先には絶対に見えない距離があるという意味で.
この宇宙の地平線の存在は、1610 年にヨハネス ケプラーによって最初に提起されたと伝えられていますが、後に 1800 年代に仲間の天文学者ハインリッヒ オルバースによってもたらされた、夜空の闇に関する古代の難問に対する答えの一部です。
オルバースのパラドックスは次のように問いかけます:宇宙が無限であり、その中に星 (または銀河) がある場合、なぜ空は暗いのですか?確かに、空のどの方向を見ても、その視線は最終的に星に着陸します。したがって常識では、どこを見ても空は太陽のように明るく、常に輝いているはずです。
オルバースのパラドックスの解決
このパラドックスに対する標準的な解決策は、宇宙の有限の時代と光の速さを呼び起こします。宇宙が果てしなく星々で満ちていたとしても、そこから光が届くのに十分な時間 (宇宙の始まり以来) があったほど近くにあるものしか見ることができないと考える人もいるかもしれません。光の移動時間が宇宙の年齢よりも長いほど地球から離れているものは、私たちには見えません。
これはパラドックスを完全に解決するものではありません。理由は、より奇妙な物理学が関係しています。しかし、この光の移動距離の限界は、観測可能な宇宙の端である私たちの地平線に責任があります.宇宙で私たちが見ることができる最も遠いものは、宇宙の年齢である 138 億年の間、光が私たちに伝わってきたものです。
光がそれほど長い間移動したものは何ですか?ビッグバン理論によると、138 億年前の宇宙は熱く高密度の地獄であり、宇宙全体が熱く輝くプラズマで満たされ、太陽の表面のようにさざ波が立っていました。宇宙全体が輝いていたので、宇宙の最も遠いところをどの方向から見ても、その輝きが実際に見えます。
では、宇宙全体が光っているのなら、なぜ空は暗いのでしょうか?パラドックスを解き明かしただけですか?
宇宙が私たちの周りで輝いていても暗く見える理由は、膨張する宇宙における光の物理学に帰着します.空間が拡大し、物体間の距離が広がると、それらの間を通過する光が引き伸ばされ、光が電磁スペクトルのより低い周波数にシフトします。
可視光の場合、周波数が低いほど赤くなるため、この効果は「赤方偏移」と呼ばれます。これはドップラー シフトのようなものと考えることができます。これは、宇宙が膨張するにつれて遠くの物体が私たちから離れていくように見えるため、救急車がスピードを上げて遠ざかる際にサイレンの音が低くなるのと同じ種類の効果です.
しかし、この効果は可視光に限ったものではなく、スペクトル全体に及びます。可視光は赤外線に、赤外線はマイクロ波に、マイクロ波は電波に引き伸ばされます。光が遠ざかるほど、宇宙は膨張し、赤方偏移がより激しくなります。輝く初期の宇宙からの光は、宇宙膨張によって非常に引き伸ばされたので、私たちは今、私たちの周りのマイクロ波放射のかすかな輝きとしてそれを受け取っています.
宇宙全体が無限なのか境界があるのかはわからないかもしれませんが、宇宙のマイクロ波背景放射 (私たちを取り囲む消えゆく火の遠方の殻) は、観測可能な範囲の端にある、私たちがこれまでに見ることができる最も遠い光であることを知っています。宇宙。しかし、夜空の闇と同じように、このエッジは視点の問題です。私たちから何十億光年も離れた銀河に住んでいる誰かが、自分たちの観測可能な宇宙の中心に座っています。
宇宙の基本的な法則が解き明かすことを許さないという謎が常にあります。しかし、私たちが自分の限界を快く受け入れるかどうかにかかわらず、理解への最善のアプローチは常に、私たちの周りを新しい方法で見て、なぜ私たちが見ているものを見ているのか疑問に思うことです.または、特に暗い夜に見上げても何も見えないのはなぜでしょうか。
ケイティ マック博士からの詳細:
- Instant Genius ポッドキャスト :宇宙の終わり、ケイティ マック博士と
- James Webb が私たちを「時の果て」に連れて行こうとしています。思ったよりクールな理由
