宇宙について質問です。

Question

根本的に勘違いしているのかもしれませんが、
宇宙の中から宇宙の外を見る事は出来るのでしょうか？
大雑把にはビッグバンから始まった宇宙は
ほとんど点の様な状態から急激に膨張したと聞いていますが、
現在の宇宙の年齢が大まかに140億年として、
140億光年離れているとされる粒子もしくは波を観測した場合、
それはほとんど点だった頃の宇宙内部のものを観測している事になるのでしょうか？
それとも宇宙の外を観測している事になるのでしょうか？
宜しくお願いします。

テルベック · Accepted Answer

１．宇宙の中と外の差は？
"世間一般での”宇宙と外の差は観測できるか否かです
”本質的な意味での”宇宙の外との境界は論理的に考察するしかないですが、自身が存在する空間の物理法則と同じ空間内が宇宙内で、異なるあるいは通用しない空間が宇宙外と考えると合理的です
仮に隣接する宇宙の生成時期が異なったとしても同じ物理法則の空間であればその違いは認識できず同じ宇宙空間と我々は認識するでしょう

２．宇宙は瞬時に消滅するか？
宇宙も量子もまだ不可解な事が多く、妄想レベルの仮説が山程あります
それを無理やり説明しようと、やたらとＳＦチックであったり複雑だったりする仮説が跡を絶ちません。
宇宙も量子も物質の根源であり本質な部分ですから、その論理がシンプルでないものは本質からかけ離れた妄想と判断していいです
小学生でもわかる かつ 合理的な道理が真理に近いでしょう

３．ビッグバンは何かの拍子でエネルギーがたまった？
ビッグバンがおこったことは事実です。
質問者さんのイメージどおりなにかの拍子でエネルギーがたまったのは間違いないですが、一気にこれだけ大きなエネルギーが「どんな拍子で？」が問題の本質です
学者たちがビッグバンの大きなエネルギーを説明するのに○○の相転移といったところで、その転移元の大きなエネルギーはどっからきたんやｗということですから問題の（過去への）先送りにしかなっていません

ビッグバンの巨大なエネルギーが如何にして得られたか？を考える為のヒントを２つ書きます
ひとつは、多くの人はビッグバンを神の一撃という前提で考えますが、過去にビッグバンが何回起ころうと我々が（辛うじて）観測できるのは最後の一回のみということです
ふたつめは、宇宙の未来は膨張し続けるか収縮するかの２択ですが宇宙密度が不明確でどちらに転ぶかわかっていません
膨張しつづければいずれ発散するだけですが、収縮に転じた先は再び一点までもどるのか？その先は再びビッグバンがおきるのか？といったことを考える学者があまりいません

例えば
最初は認識できるかどうかレベルの非常に小さなバンと膨張と収縮、再び最初より少しだけ大きなバンと膨張と収縮…と徐々に大きくなりながら、気の遠くなるような回数を繰り返して巨大化したなら、”神の一撃”思想から離れて、もう少し合理的な理論を構築できると思います

SP44チャモロ · Answer

こう考えてみてはいかがでしょうか。地球は一枚の大きな板で、ブラックホールである太陽に向かって少しずつ落下している。板の大きさは横が約４万㎞かける２４００年で、縦が同じぐらいで同じ時空に同じ物や人間が存在してます。そしてある点から大気圏を観測すると西暦２４００年頃である板の端から見える太陽が観測できる。１４０億年はブラックホールのなかを観測した場合でしょう。この地球なら時速４万㎞ぐらいの乗り物から太陽を観測すると二つ見えるはずだけど、科学という物は事実を他人に、教えるためにやっているとは限らない。

テルベック · Answer

4は私でしたねw
質問を重ねても全く苦にはならないので気にせずどうぞ

テルベック · Answer

>ビッグバンによって何が始まり膨張したのか

我々の認識する宇宙のスタートがビッグバンです
何が膨張したかというと宇宙そのものです
一点も１４０光年も同じものです

head1192 · Answer

我々が宇宙を観測する手段は、地球に飛来する「電磁波」を捉えることです。
電磁波とは・電波・赤外線・可視光・紫外線・x線、γ線の総称です。

電磁波の性質を明らかにし、それをもとに地球に飛来する電磁波の性質を解析することによって、
その電磁波の発生源で何が起こったのか、また、途中経路でどういう作用を受けたのかを知り、
それらをもとに宇宙像を組み立てているところです。

（最近ではこれに重力波が加わりましたがまだ観測の緒に就いたばかりなので省略します）

さて、電磁波の性質のうち質問と関係するのは
１．電磁波は必ず光速で飛来する
２．それは時空に対する光速であり、物体に対するものではない
となります。

１．から導かれる結論として、光が観測者に到達するまで必ず有限の時間がかかる、ということがあります。
30万キロ離れたところから光が放たれたとします。
その光は1秒かけて観測者に到達します。
1秒かかった分だけ、それは1秒昔の光だということです。
10秒かかれば10秒昔の光です。
太陽から地球までは８分20秒ほどかかります。つまり我々が見ているのは、８分20秒ほど前の太陽の姿、ということになります。
もしかしたら今この瞬間太陽は爆発したかもしれません。でもそれを地球で観測するのは８分20秒ほど後です。

そこに２．の影響が加わります。
30万キロを1秒かけて進む間に、その間の空間が300万キロに広がってしまったとします。
非常に単純に計算すれば、光は10秒かけなければ観測者に到達できないことになります。
これが今宇宙で行われている「宇宙の膨張」です。
銀河と銀河の距離が開くというとかそういうことでなく、銀河は空間の一点に貼り付いていているのだが空間の方が広がっていってしまっている。
そのため銀河と銀河の距離がはなれていく、というものです。
（風船の上に描いた２つの銀河は風船の上を移動しませんが、風船を膨らませるにつれ距離が離れていきます。それを3次元にしたものです）
宇宙のどの空間もおなじように膨張しているため（あなたのお子さんの間の空間も膨張しています。無視できるほど近いのと重力でしばりつけられているので感じないだけです）
遠くなればなるほど膨張のスピードは速くなるように見えます。
つまり遠いものほど自分から早く遠ざかっていきます。
物質は光速の壁を越えられませんが空間や時間にはそのような制約がありません。
いずれ膨張のスピードは光速を突破します。
そうなると電磁波が発せられてもそれを上回る空間の膨張のため、その電磁波は地球に届かなくなります。
宇宙の観測限界です。
それより外側の宇宙がどうなっているかは現在の宇宙では確かめようがなく、ブレイクスルーを果たすまでのなぞとなっています。
最近重力波が観測の新しい手段として期待されていますが、これも光速で伝わることが知られています。つまり、ブレイクスルーの鍵にはなりません。

さて、質問の140億光年～ですが、その光が140億年かけて地球に向けて走る間に、空間の方が途方もなく開いてしまいます。
140億光年というとほとんど光速のスピードです。
地球に到達するのはほとんど無限の時間がかかることになります。
また逆に、140億光年かけて今の地球に到達した光は、その光が出発した時は今くらいに宇宙が膨張していない、もっと地球と近かった時に発せられた光です。
ビッグバンのころとなると、その距離は5ミリほどと推測されています。
それが空間の膨張に逆らいながら少しずつ地球に近づき、そして今やっと到着したのです。
（繰り返しますが、光のスピードは物質の影響を受けませんが時空の影響を受けます。物質から見れば光はいつでも光速で移動しています）

わずか直径1センチほどのビー玉みたいな宇宙ですから、その等方性は現在と比較になりません。
だから、宇宙のどの方向からも、ビッグバンの名残である「宇宙背景放射」が同じように発せられているのです。
また、それより遠くにビー玉の続きがあったとしても、そこから発せられた電磁波は空間の膨張の影響で地球に届くことがありませんから、観測も不可能です。

観測している宇宙だけが全宇宙ではないという可能性に至って「マルチユニバース」という概念が物理学の重要テーマとして浮かび上がってきました。
しかし、今まで述べた事情により、それを観測することは極めて困難です。
物理学は実証に基づく学問であり、観測の裏付けなしには、どんな優れた理論も「仮説」の域を出ることができないのです。

なお、空間の膨張は空間そのものを測っているのでなく、遠ざかる銀河の速度を統計的に処理して導き出しています。
その速度を精密に求められる変光星を利用した測定方法、これにはかなりの信頼性があることが分かっているので、
宇宙の膨張そのものはもはや観測に裏付けられて事実として支持されています。

konjii · Answer

人は現在があるのは始まりがあって、初めて現在を定義する癖があります。現在と始まりに因果関係はありません。ビッグバンから始まった宇宙は、ほとんど点の様な状態から急激に膨張したと言うのは人の妄想です。140億光年先の物質が見えているだけで、その先の空間については情報が無いと言うだけです。140億光年離れているとされる事も怪しいものです。宇宙で光が直進する証拠はありません。
地球には磁力線が出ていますが、北極から地軸に水平に出た磁力線は何所へ行ったのでしょう。また、南極へ地軸に水平に入る磁力線は何所から来たのでしょう。宇宙に直線があると考えると説明できません。

テルベック · Answer

私達は点の内部を観測しています

無限の広さを持つかもしれない空間の中で、たかだか140億光年程度の空間が全てというのは無理があります

しかし宇宙の外を見ることはできないので観測等でそれを立証することはできません

光の届く140億光年の範囲内の空間を宇宙と呼んでいます

きっとその先もあるけどわからないので、宇宙の地平線ともいいます

宇宙について質問です。

こう考えてみてはいかがでしょうか。

4は私でしたねw

１．宇宙の中と外の差は？

>ビッグバンによって何が始まり膨張したのか

我々が宇宙を観測する手段は、地球に飛来する「電磁波」を捉えることです。

人は現在があるのは始まりがあって、初めて現在を定義する癖があります。

私達は点の内部を観測しています

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