宇宙

宇宙の端には何がありますか?

2019年には、これは一般的な感情です。1日に4、5回、宇宙ではなく世界の終わりまで、可能な限り悪天候や悪天候、列車の遅れ、タイトなズボンなど、地球上の普通のものを取り除くために。しかし、この宇宙論的境界であなたを待っているものは何ですか?それがすべてについて何ですか - 世界の端、宇宙の端 - 我々はそこに何を見るのだろうか?それは一般的に国境なのかそれとも無限大なのか?

科学者に聞いてみましょう。

世界の端に

Sean Carroll、カルテック物理学教授

「私たちが知る限り、宇宙には限界がありません。 観測可能な宇宙には、私たちが見ることができるものの限界という、限界があります。これは、光が有限の速度(1年に1光年)で移動するためです。したがって、遠くのものを見ると、時間的に振り返ります。最後に、ビッグバンの残余放射線である約140億年の間に何が起こっているかを見ます。これは私達をあらゆる側面から取り囲む宇宙マイクロ波背景です。しかし、判断するならば、これは物理的な「フロンティア」ではありません。

これまでしか見れないので私たちは観測可能な宇宙の外ではどのようなものに見えるのかわかりません。私達が見ているその宇宙は大規模ではかなり均質であり、そしておそらく、それは文字通りこのように永遠に続くでしょう。あるいは、宇宙は球またはトーラスに畳むことができます。この場合、宇宙は全体の大きさが制限されますが、円に始点や終点がないのと同じように、とにかく境界線がありません。

宇宙が異質であることも可能です。私たちが見ることができるものを超えて、そしてどんな条件が場所から場所へと非常に異なるか。この機会は宇宙論的マルチバースによって表されます。マルチバースが原則的に存在するかどうかはわかりませんが、どちらか一方が表示されないため、公平を期すことが合理的です。」

プリンストン大学物理学・天体物理学教授Joe Dunkley

「はい、すべて同じです。

さて、私たちは本当にそれを考えていません宇宙は国境や縁を持っています。無限大ではなく、まだエッジがないように、それはすべての方向に無限に続くか、または自分自身の方向を向くかのいずれかであると考えます。ドーナツの表面を想像してみてください。境界はありません。たぶん、宇宙全体はこのようなものです(しかし三次元で - ドーナツ面には二次元しかありません)。これはつまり、宇宙船ではどの方向にも行くことができるということです。そして、十分に長い時間をかけて出発したところに戻ってください。縁はありません。

しかし、我々が観測可能と呼ぶものもあります私たちが本当に見ることができる宇宙の一部である宇宙。この場所の端はそこにあり、そこから光は宇宙の初めから私たちに届くのに十分な時間がありませんでした。私たちはそのような端を見ることしかできず、その背後にはおそらく私たちが見ているのと同じものがすべて存在するでしょう。

最後の散乱面

Jesse Shelton、イリノイ大学アーバナシャンペーン校物理・天文学科助教

「それはすべてあなたが何を意味するのかにかかっている。宇宙の端。光の速度が制限されているので、遠くに見ると遠くに、遠くに見ると遠くに戻ります - 隣のアンドロメダ銀河を見ても、今起こっていることではなく、200万年前に起こったことがわかりますアンドロメダの星がちょうど今私たちの望遠鏡に落ちた光を放射したとき。私たちが見ることができる最も古い光は最も遠い深さから来ました、したがって、ある意味で、宇宙の端は私たちに届いた最も古い光です。私たちの宇宙では、この宇宙マイクロ波背景は、ビッグバンのかろうじて目立つ長い残光であり、それは宇宙が原子が形成するのを可能にするのに十分に冷えた瞬間を示します。これは、最後の散乱面と呼ばれます。なぜなら、光子が熱いイオン化されたプラズマ内で電子間を飛び越えなくなり、透明な空間、何十億光年も離れて私たちの方向に流れ出し始めた場所です。したがって、宇宙の端は最後の散乱の表面であると言えます。

今宇宙の端には何がありますか? まあ、私たちは知らない - そして見つけることができない、私たちはそこで発せられて私たちに来る光が将来何十億年も飛ぶまで待つ必要があるだろうが、宇宙がますます速く拡大するので私たちは宇宙の新しい端を見ることはまずない。推測できるだけです。大規模に見れば、私たちの宇宙はどこを見ても同じ部分をほとんど同じに探します。あなたが今日観測可能な宇宙の端にいたならば、あなたはそれがどうであろうとなかろうと、私たち自身の宇宙を見るでしょう。私は今、宇宙の端は単なる宇宙のようなものだと思っています。銀河が増え、惑星が増え、感性の存在が同じ質問をしているのです。」

Michael Troxel、デューク大学物理学助教授

「宇宙のサイズはおそらく無限大であるという事実にもかかわらず、実際には複数の実用的な「エッジ」があります。

私たちは宇宙は実際には無限大だと思います - それに境界はありません。私たちのテストが最大で1パーセントを示していたように、宇宙が(紙のように)「平ら」だった場合、それは本当に無限大です。バスケットボールのように「閉じている」場合、それは無限大ではありません。しかし、あなたが一方向に十分に遠くに行けば、あなたはあなたが始めたところに終わるでしょう:あなたがボールの表面を動いていると想像してください。 Bilboという名前のホビットがかつて言ったように、「道はどんどん走っています...」。何度も何度も。

宇宙は私たちにとって「エッジ」を持っています - それでも2つです。 これは宇宙のすべてのもの(光を含む)が299,792,458 m / sの制限速度を持つと述べている一般相対性理論の一部であり、この制限速度は至る所で維持されています。私たちの測定値はまた、宇宙があらゆる方向に拡大していて、どんどん速く拡大していることを私たちに伝えています。これは、私達が私達から非常に遠く離れている物体を観察するとき、この物体からの光が私達に届くまでに時間がかかることを意味します(距離を光速で割ったもの)。トリックは、光が私たちに向かって進むにつれて空間が広がるにつれて、私たちに向かう途中で光が進むべき距離もまた長くなるということです。

だからあなたが尋ねるかもしれない最初の事は: それが宇宙のごく初期(約137億年前)に放射されたものであれば、我々が物体からの光を観察することができる最も遠い距離。この距離は470億光年(地球と太陽の間の距離の約63,241倍)であり、宇宙線と呼ばれています。質問を少し変えることができます。光の速度でメッセージを送信した場合、どのくらいの距離でそれを受信できますか?宇宙の膨張率は将来増加するので、これはさらにもっと興味深いものです。

このメッセージが表示されても、永遠に飛ぶために、それは私たちから今160億光年の距離にいる人々にしか得ることができません。これは「宇宙イベントの地平線」と呼ばれます。しかし、私達が見ることができる最も遠い惑星は25000光年離れているので、私達は今でもこの宇宙に住んでいるすべての人に挨拶することができました。しかし、私たちの現在の望遠鏡が銀河を見分けることができる最も遠い距離は約133億光年なので、私たちは宇宙の端にあるものを見ません。両側に何があるのか​​誰も知らない」

アビゲイルWiregg、宇宙物理学研究所の准教授。カビラシカゴ大学

「地球上の望遠鏡を使って、宇宙の遠方から来る光。光源が遠いほど、ここに光が当たるまでの時間が長くなります。ですから、遠くの場所を見るとき、あなたが見た光が生まれたときにこれらの場所がどのように見えたかを見ます - これらの場所が今日どのように見えるかではありません。ビッグバンの後に何千年も前に存在していたものが見つかるまで、あなたはずっと遠くを見続けることができます。これに先立って、宇宙はとても暑くて密度が高かった(星や銀河が現れるずっと前に!)宇宙のどんな光も捉えることができなかったので、それは現代の望遠鏡では見ることができない。その背後には何も見えないので、これが「観察可能な宇宙」の境界線 - 地平線 - です。時間が経つにつれて、この地平線は変わります。あなたが他の惑星から宇宙を見ることができるならば、あなたはおそらく私たちが地球上で見るのと同じことを見るだろう:あなた自身の地平線はビッグバン以来経過した時間によって制限されている。

対応する場所は何ですか地球の地平線?この場所はビッグバンの直後のように見えますが、今日はどうなったのかわかりません。しかし、すべての測定結果は、観測可能な宇宙の端を含む、目に見える宇宙全体が、今日の私たちの宇宙と同じように見えていることを示しています。

また、宇宙はそれよりはるかに大きいと思います。私たちが今日地球から見ることができる宇宙の一部、そして宇宙自体はそのような「エッジ」を持っていないということです。それは時空間を拡大しているだけです。」

宇宙には制限がありません

Arthur Kosovsky、ピッツバーグ大学物理学教授

「宇宙の最も基本的な性質の一つその年齢は、さまざまな側面から見ると、今日では137億歳と定義されています。我々はまた光が一定の速度で進むことを知っているので、これは初期に現れた光線が今日までにある距離を移動したことを意味する(それを「地平線までの距離」または「ハッブル距離」と呼ぶ)。光の速さほど速く動くことはできないので、ハッブル距離は、私たちが原理的に見ることができる最も遠い距離になるでしょう(相対論の理論を回避する方法が見つからない場合)。

私たちはほとんどから私たちに来る光源を持っていますハッブル距離宇宙マイクロ波背景放射私たちは、宇宙がマイクロ波放射の源から少し離れたところに「端」を持っていないことを知っています。それゆえ、私たちは通常、宇宙は私たち自身の観測可能なハッブルの体積よりもはるかに大きいこと、そして存在することができる本当のエッジは私たちが今まで観測できなかったよりはるかに遠くにあると思います。多分これは本当ではない:それは宇宙の端が私たちからハッブルの距離のすぐ後ろにあり、その後ろに海の怪物がある可能性がある。しかし、私たちが観察している宇宙全体はどこでも比較的一様で均質であるので、そのような順番は非常に奇妙なものになるでしょう。

私たちには良い答えがないでしょうこの質問です。宇宙には全く端がないかもしれません、そして、もしそれがあるならば、私達がそれを見ることが決してないのに十分に遠いでしょう。私たちが実際に観察することができるのは宇宙のその部分だけを理解することは私たちにとって残っています。」

宇宙の端にあるものについて何か提案はありますか? Telegramでのチャットで教えてください。

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