「宇宙は膨張し続けている」って本当?

space 2018/10/10

1世紀前、私たちは銀河が存在することさえ知りませんでした。

1910年代になってやっと、天文学者たちは夜空に見える「渦巻き星雲」との距離を測る方法を発見します。そして、それらがすべて何十億もの星を持った銀河で、実際はかなり遠くにあることに気づきました。銀河がどのようなものか理解したと同時に、それらがお互いにどんどん離れていっていることが判明したのです。そして、遠くにある銀河ほど速く動いていることから、宇宙は膨張していることもわかりました

それでは、宇宙は永遠に膨張するのでしょうか?それともいつかは再収縮して、宇宙の終焉「ビッグクランチ」に至るのでしょうか?

これは非常に難しい問題です。というのも、重力が膨張速度を減速させるからです。地球上でジャンプしたときに私たちを引き下ろす力と同じ力で、すべての銀河はお互いを引き合っています。ボールを空に放り上げると、最初は速いスピードで昇っていきますが、次第にスピードが落ち、止まった後地上へと落ちてきます。

しかし、秒速11km(すごい速度です)以上の速度で投げると、地上には戻ってきません。この天体の重力を振り切るための速度を「脱出速度」と言います。もし、月にいたとすれば脱出速度はもっと遅くなります。というのも、月の質量は地球の100分の1しかないからです。重力が弱くなるため、もっと遅くても重力から逃れられるのです。その速度は秒速2kmをこえる程度だといわれています。

では、すべての銀河の重さはどれほどなのでしょうか? また、お互いが引き離されるに十分な脱出速度はもっているのでしょうか?もしそうなら、宇宙は永遠に膨張することになります。

この答えを見つけるのに十分正確な測定を得るには、1990年代まで待たねばなりません。そしてその答えは驚くべきものでした。天文学者が膨張率の変化を測った所、実際にはスピードは全く落ちておらず、それどころか上がっていたことがわかったのです。この加速を引き起こしている原因はわかりませんが、このエネルギーは「ダークエネルギー」と名付けられました。

ダークエネルギーが実際には何であるのかはわかりませんが、「宇宙は永遠に膨張するのか」という最初の問いには答えることが出来ます。答えはイエスです。宇宙は永遠に膨張し、最終的にはビッグバン以前の状態へ戻る「ビッククランチ」ではなく、宇宙の全てが静止する「ビックフリーズ」を経験するでしょう。

銀河はすべてお互いから遠く離れ続けています。宇宙はどんどん冷たくなり、最終的には私たちの局所銀河群に属さない銀河はすべて、遠ざかって薄くなり、全く見ることができなくなります。その光は私たちのところまで届かなくなるのです。さらには、加速が究極まで高まると私達の銀河も裂かれて散り散りになり、原子さえも引き裂かれてしまい、私たちも全滅します。これは、「ビッグリップ」と呼ばれています。しかし、最もありえるのはビッグフリーズへと進むシナリオでしょう。

したがって、宇宙は長く続きますが、将来は寒くて暗い場所になると考えられるのです。

 

並行宇宙の存在を示す5つの理論

 

via: The Conversation/ translated & text by SENPAI

 

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