宇宙、膨張しているのは、宇宙全体ですか？

宇宙が膨張しているそうですが、膨張しているのは宇宙空間そのものでしょうか、それとも、単に、星と星の間がはなれて行くことでしょうか。私は、後者だと思うのですが。もし、宇宙空間そのものが膨張しているとしたら、星の大きさも膨張しているということになり、星間距離を測る物差しも膨張するので、膨張しているかどうか、確かめることが出来ないと思います。それとも、他の考え方があるのでしょうか。

No.8 ベストアンサー 回答者： IAC 回答日時： 2005/06/19 14:07

前のご質問で間違った回答に20ptあげておられたし，ここでも諸説入り乱れているので，少し書いて置きますね。

宇宙の膨張とは空間の膨張であり，一般相対論に基づいて理解されています。　なお，これに対する検証の試みもなされているので URLを貼っておきます。

http://www.astroarts.co.jp/news/2005/05/24expand …

COBEにより見出された微小な密度揺らぎが，その後の成長の過程で密度の高い領域が銀河団や星々の源となりましたが，時空の歪みを記述する一般相対論において大きな重力源を内に含む領域が収縮することと対応しています。　その極端な例がブラックホールですね。

大域的には膨張する空間からなりますが，部分的には収縮する空間もあり，全体としては，膨らむ風船の表面に点（星々や銀河と思って下さい）が点在する様子だと思って頂くのがよいかと思います。

いくつか参考URLを示しましたので，お読みください。

参考URL：http://skyserver.sdss.org/edr/jp/astro/universe/ … http://www.kyoto-su.ac.jp/~hara/general.html

この回答へのお礼

ありがとうございます。やはり、私にできるかどうかわかりませんが、アインシュタインの一般相対性理論を勉強しないといけないという気持ちになってきました。それから、膨らむ風船の表面に点（銀河の渦巻きの絵でなくて）のアイデアはいいですね。これなら、ふうせんがふくらんでも、銀河は大きくならないから。でもこの辺が、たとえ話の限界ですね。やはり、銀河は点ではないのですから。私がわからないのは、空間が膨張するのに、なぜ、銀河や、星や、そして私自身が膨張しないのかということですが、その解決のためにも、一般相対性理論を勉強しないといけないようですね。でも、式を見ただけで、難しそうです。

お礼日時：2005/06/20 07:48

No.7 回答者： maywork 回答日時： 2005/06/19 11:15

　私は一般の社会人（あくまで素人です）ですから難しい事は判りませんが、ＩＱの高い知識層の方の理論に依れば、宇宙全体が膨張しているみたいです。

　しかし、私から言わせれば、こと宇宙の事となれば、こじつけ理論としか思えません。世の科学者が何が何でも科学の力で理論的に実証しないと気が済まないのでしょう。
　宇宙が誕生してからズーッと実際に見てきた人はいないわけですし、ブラックホールがどうのこうのと言っても、所詮こんな小さな（宇宙の規模だ実際どの位だか知りませんが、大宇宙の中の埃にも成らないくらい）惑星に住んでいる人間の脳の中で確立させた理論ですから、
　当てになりません、実際に定期的に宇宙の端に行って広がっている事が自分の目で観る事が出来れば信用しますけど.....。
　こんな事を書くと怒り出す人もいるでしょうけど、最も地球上で起こる現象などは、結構納得する事は多いですけどね。それでも証明出来ない事も沢山あるようですし、太陽系の惑星だって未知の事だらけなのにね。宇宙まで広げるとなると、まだ無理でしょう。所詮、地球上で起きている現象や地球人が製造できる範囲の機材を利用しての結果を元に理論付けしているのでしょうから、他の天体では我々が考えられない事、想像を絶する現象が起きているかも知れないし、宇宙がいくつも銀河系のように構成されているのかも知れないし、我々が居るところの大宇宙を包み込んでいる、超ビッグな超大宇宙が存在してるかもね、またそれを包み込んでいる超々大宇宙が有のるかも... なーんて切りがないですね。
　と言って私には下の理論を否定する知識も理論もありません（苦笑）

　とやかく言う私も宇宙誕生論とか、星の誕生や盛衰とか、宇宙の膨張とかの事を記した本を読むと「なるほどね！」と感心して、自分の子供にも説明できる範囲内で最もらしく話をしますけど。
　ただ私なりに素人として宇宙について、自分が感じたままの素直な気持ちを述べさせて頂きました。回答にならなくてご免なさい。


　フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』からの引用です。

　我々の宇宙は膨張を続けていることが分かっている。1929年にハッブルが遠方の銀河の後退速度を観測し、距離が遠い銀河ほど大きな速度で我々から遠ざかっていることを発見した（ハッブルの法則）。一方、これに先立つ1915年にアインシュタインによって一般相対性理論が発表され、エネルギーと時空の曲率の間の関係を記述する重力場方程式（アインシュタイン方程式）が見出された。これを受けて、宇宙は一様・等方であるという宇宙原理を満たすようなアインシュタイン方程式の解が、アインシュタイン自身やド・ジッター、フリードマン、ルメートルらによって導かれたが、これらの解はいずれも時間とともに宇宙が膨張（ないしは収縮）することを示していた。当初、アインシュタインは宇宙は定常であると考えていたため、自分が見つけた解に定数（宇宙定数）を加えて宇宙が定常になるようにしたが、後にハッブルによって観測的に宇宙膨張が発見され、膨張宇宙という概念が定着した。
　
　と言う事だそうです。下記を参考に覗いてみて下さい。

　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99# …

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99# …

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。こういう問題の答えは、何が正しいのか、本当にわかりませんね。でも、参考ＵＲＬの内容によると、どうも、アインシュタインの一般相対性理論がキーワードになるようですね。ありがとうございました。

お礼日時：2005/06/20 07:37

No.6 回答者： tnt 回答日時： 2005/06/19 11:11

空間....は膨張できませんね。

何もない箱ですし、
膨張する　という表現を使った時点で
空間には限りがあることになってしまいます。
宇宙の広さは＊＊＊立方光年　みたいな表現が
出来てしまうわけで、これはもちろん不適当です。

とりあえず、星と星が離れていくと思って下さい。

次にこの星と星、具体的には地球とその星の
離れていく速度が遠方でどんどん速くなっているのは
ご存じだと思います。
観測される現象で言えば赤方変移ってやつです。

この速度が光速になった瞬間に
それより先の星が見えなくなります。
光が到達しなくなるのです。
これが事象の地平線。

じゃあ、その事象の地平線付近の星と星の距離を
計ってみましょう。
ところが、ここで問題が出ます。
それは、計っているのが、どちらの星の宇宙人でもなく
地球上の人間だと言うことです。

結論から言えば測定はできません。
ご質問の後半の考え方（星間距離を計る・・・以後）で
正しいのですが、
正確に表現するならば
光速度は一定だが、地球から逃げているため
地球にはその測定結果が到達しない。
これはその間の距離が無限大になっていると
考える事になる　という事です。

じゃあ、なぜ膨張していると言い切れるかというと
この、測定結果が到達しないこと、これが
その証拠となります。
事象の地平線付近では地球との距離が無限大に
なっているのですから、
そこは地球から光速で離れているのです。
（なんか禅問答みたいですが、さきほどの光速一定は
　定理であり、ここの光速は観測結果です）
星が離れていくのですから、宇宙（空間ではなく
観測しうる宇宙）は膨張しています。

また、ビックバン以後、早い星はより遠くに
逃げています。
ということは、今後事象の地平線付近に近づく星は
もっと速度が遅い訳で、
この事を逆に表現すると、
事象の地平線はだんだんと遠方に動いている事に
なります。
これをもって、「宇宙は膨張している」と
いうこともあります。

この回答へのお礼

ありがとうございました。ご回答を読んでいるうちに、自然に納得してしまいました。膨張ではなく、みんながお互いに離れて行くということ、宇宙遊泳みたいな感じですね。ありがとうございました。

お礼日時：2005/06/20 07:29

No.5 回答者： ojisan7 回答日時： 2005/06/19 11:06

宇宙の膨張は宇宙空間の膨張のことだと思います。

宇宙空間をリーマン多様体と見なし、幾何学的な空間自体が膨張するのだと考えています。したがって、単に銀河間の距離が広がることを宇宙の膨張と考えるのは単純すぎる考えではないでしょうか。

この回答へのお礼

ご返事ありがとうございました。ご教示のリーマン多様体というものに、興味がわいてきました。しかし、幾何学的な空間自体が膨張するのだと考えた場合、その上にある銀河や天体は、同時に膨張しないでいられるのでしょうか。もし、みな同時に膨張したら、その空間に住む私たちも膨張するはずですから、空間が膨張したことは、わからないのではないかと思います。なぜそうならないのでしょうか。

お礼日時：2005/06/19 21:39

No.4 回答者： hiru-an-don 回答日時： 2005/06/19 10:45

膨張しているのは「宇宙全体」です。

離れていくのは「銀河と銀河の距離」です。

星と星の距離は離れていません。
もしも星同士の距離が離れていけば、太陽系の惑星はとっくに観測できないところまで飛んでっちゃいます。

この回答へのお礼

ご返事ありがとうございます。銀河が大きくなっているわけではないので、その中の星と星の距離も、大きくなっているわけではない、のだと思います。しかし、もしそうだとすると、宇宙の膨張というのは、どういう法則で膨張しているのか、という疑問が出てきます。

お礼日時：2005/06/19 21:31

No.3 回答者： mtld 回答日時： 2005/06/19 10:44

星はその属する銀河に閉じ込められている状況ですが銀河同士は互いに離れつつある　の意です　星や銀河が膨張しているのではありません　

言い換えますと観測された全てではありませんが全体に離れつつあるのです　これを宇宙の膨張　と言います
あたかも宇宙全体が膨らみつつあるように感じる訳です

中には互いに衝突しつつある銀河もあれば既に衝突して銀河構造が分解して渦巻き構造が乱れたものもあります　
叉互いにすれ違ったものもあります　この時も渦巻き構造が少し乱れます　面白いですね？
　
最近は銀河同士が衝突する様子をコンピュータシミュレーションで再現出来ます　何処のサイトかは知りません。

この回答へのお礼

ご返事ありがとうございます。ご教示のとおりだと思います。多分、そのコンピュータシミュレーションで、基準となっている座標系はそれ自身は膨張しているのではないのではないか、と想像していますが、はたして、どうなのか、そこが、とても興味深い点です。

お礼日時：2005/06/19 21:25

No.2 回答者： taka1999 回答日時： 2005/06/19 10:21

そうです。

宇宙全体です。
星と星の距離が離れて行っています。星の大きさはかわりません。
星の大きさはかわらず、距離が離れていっています。
空間が広がっているのです。

この回答へのお礼

ご返事ありがとうございます。たしかに、事実は、ご指摘のとおりだと思います。しかし、よく本などで、ゴム風船のたとえが紹介されています。この例が正しいとすると、宇宙全体が膨張しているということは、ふうせんがふくらむということだと思うのですが、その場合は、距離だけでなく、星や銀河の大きさも大きくなると思います。そうすると、もし、ふうせんの表面に、ものさしの目盛が書いてあると、その目盛も大きくなるので、ふうせんの上に住んでいる人には、その人も大きくなるし、ふうせんが大きくなったということは、わからないのではないか、と思います。ですから、宇宙全体というのは、星たちの集合のことであって、その星の存在する空間ではないということのように感じてしまいます。でもこの私の考えも、なんとなく、どこかおかしいのではないかと思います。

お礼日時：2005/06/19 21:17

No.1 回答者： bagus3 回答日時： 2005/06/19 10:17

私も星と星の間が離れていっていると思います。

宇宙空間というのは真空なので膨張も縮小も
しようがないのでは？

この宇宙の膨張のスピードはだんだん遅くなり
いつかは膨張が止まり、星どうしが引力で引き合うので、こんどは宇宙の縮小が始まり、最終的にはすべてが一点に集まり、完全な無に帰ると聞いています。

この回答へのお礼

ご返事ありがとうございました。私もそう思いました。しかし、よく、膨らんで行くゴムふうせんの表面に書いてあるたくさんの銀河の例が、本などに載っています。でもその例が正しいとすると、風船がふくらむと、銀河同士の距離は、もちろん大きくなりますが、銀河も大きくなります。風船のうえに、ものさしの絵があるとすると、そのものさしも膨張するので、風船の上に住んでいるふうせん人には、ふうせんがふくらんでいることは、観測できないのではないかと思ったのです。

お礼日時：2005/06/19 19:56