宇宙について

『ビックバン』『赤方偏位』『ドップラー現象』
という単語をよくみます。
以下ご教授下さい。
『ビックバン』→仮定？想定理論？宇宙の中心？
『赤方偏位』→起点は？中心は地球？ビックバン？
『ドップラー現象』→受け身の現象？受け身は地球？
以上の事を素人目で考慮すると破綻していませんか？
そもそも、調査の起点（論説）が地球？という時点で
『ビックバン』と『赤方偏位』の関係が破綻してしまうような気がするのですが。
『ドップラー現象』についてはもはや『赤方偏位』の為にコジツケのように思えてしまいます。
地球起点の調査方法しか無いのは当たり前な事ですが｡｡確認出来ている範囲をコツコツ広げるだけで良いのではないでしょうか？
あまりに素人な質疑ですがご教授よろしくお願いいたします。

質問者からの補足コメント

• 『赤方偏位』→『赤方偏移』の誤りですね。
  訂正致します。

    補足日時：2015/04/12 00:12

No.3 回答者： pandalovelove 回答日時： 2015/04/12 09:16

お礼ありがとうございました。

少しわかりにくかったでしょうか。
前述の説明で、点Ａが観測点ということになります。
計算に円の中心は関与していませんので、
観測においては中心にこだわる必要はありません。
例示した２次元における風船の表面や１次元における線上と
膨張の中心は同一の面上や線上に存在していませんが、
膨張の観測は可能であるということです。



前回の例示でいうと、点Ａから点Ｂ、Ｃの各々を観測して、
１時間で点Ｂは８π、点Ｃは４π離れたことになります。
これは、「膨張によって、観測点から遠くにあるほど離れる速度が速い」
をしめしたものです。

ＡＢとＡＣは、距離が２倍になると移動速度も２倍で正比例しています
宇宙の膨張も同様で、天体間が遠ざかる距離と速度が正比例しています。
これが「ハッブルの法則」です。



膨張する速度自体は、ＡＢが１時間で２π→１０πなので、
１時間で５倍になっていることから、（等速で膨張すると考えて）
０から２πまでにかかった時間を逆算すれば（この場合、0.2時間）
ビッグバンが起こった時間ということになります。
この計算は、ＡＣ間の観測結果による計算でも
１π→５πだから１π／５＝0.2時間のように成り立ちます。

ただし、（語弊がある表現かもしれませんが）
ハッブルの法則が示すものは「宇宙が（均一に）膨張している」であって、
これまでの宇宙の膨張速度は一定とは限りません。
つまり、現在の膨張速度からだけではビッグバンからの時間は
単純に求めることはできません。



宇宙の場合、スペクトル分析で遠くの天体がより偏移することが
「宇宙が膨張している」ということになります。
赤方偏移が観測される天体は非常に離れた天体なので、
「地球が公転している」とか「銀河が回転している」は
「１kmの距離で１ｍ移動した」のような誤差でしかありません。
（後述しますが、宇宙の地平面であるハッブル距離は138億光年です）



宇宙の膨張は空間そのものの膨張なので、相対性理論でも
膨張速度は「光速は秒速30万kmで、移動速度は光速を超えない」
の拘束を受けません。
このため、どの観測点であってもある距離以上になることで
光速を超える速度で膨張すれば観測できなくなります。
この、「観測可能な宇宙空間」の限界が「宇宙の地平面」です。
このあたりは一般相対性理論がからむので、
知りたい方は専門家に聞いてください。


まとめが上手くなくて、ややこしい話で長くなってごめんね。

No.2 回答者： pandalovelove 回答日時： 2015/04/11 23:32

まず、２点の位置関係について考えてみましょう。

簡単に説明するために３次元（立体）を２次元（面）に置き換えてみます。
よくある説明ですが、風船に任意の２点を設定します。
この２点は風船の中心である必要はありません。
風船が膨らむと、これらの２点は遠ざかります。
このとき、2点が近い場合よりも遠い場合のほうが
膨張することで離れる距離は大きくなります。



さらに計算を単純にするため、１次元（線）で考えてみましょう。
ビッグバンが起こって０次元（点）から円が広がっていくと思ってください。
このうち、やはり任意の１点（Ａ）を設定します。
点は線上ならばどこでも同じです。
この点（Ａ）の１周の中間点を（Ｂ）、さらにその中間点を（Ｃ）とします。
ビッグバンが起こる以前は点なのでＡ，Ｂ，Ｃの距離は０です。
ビッグバンが起こって、半径２まで円が広がると、

ＡＢ＝２π　ＡＣ＝π

さらに広がって半径が１０になると

ＡＢ＝１０π　ＡＣ＝５π　です

半径２から１０まで膨張することで、お互いの距離は
ＡＢが８π　ＡＣが４π離れていることになります。
大きくなる速度が同じ環境で、距離が遠いほど離れています。
仮に半径２から１０までの膨張が１時間なら、
ＡＢは毎時８π、ＡＣは毎時４πの速度で離れています。
つまり、膨張することによって、離れた場所にあれば
より速い速度で遠ざかることになります。
このとき中心の位置は膨張する速度の計算には関与しません。



空間が膨張する時も、お互いが離れていくことになります。
中心（観測点）はどこでもかまいません。
つまり、赤方偏移は観測者から遠ざかるときに起きる現象です。
起点を宇宙の中心を想定する必要はありません。

この回答へのお礼

長文によるご説明ありがとうございました。
『赤方偏移』についておおよそ理解出来ました。
ご説明いただいた計算であれば
『観測点』(中心)が決まっていないのであれば、
離れる点の距離（スピード）は算出出来ないのではないでしょうか。計算式は円の中心（起点）からですし。。

お礼日時：2015/04/12 00:34

No.1 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/04/11 12:55

>『ビックバン』と『赤方偏位』の関係が破綻してしまうような気がするのですが。

>『ドップラー現象』についてはもはや『赤方偏位』の為にコジツケのように思えてしまいます。

これでは何ひとつ具体性がないですね。
意味のある文章になってないです。
気がする とか 思えてしまう は結構ですが
質問の中味を書いて下さい。

この回答へのお礼

ご指摘ありがとうございます。
おっしゃる通りですね。
質疑について再度考えてみます。

お礼日時：2015/04/12 00:15