宇宙が膨張？？

宇宙は膨張を続けているという学者がいますが、どうして「宇宙は膨張しつつある」と判るのですか。

質問者からの補足コメント

• 音にドップラー効果があることは信じられます。音のドップラー効果は私にも観測できるからです。
  
  高速道路を走行する自動車が鳴らすクラクションを聞いていると、近づいてくるときの音は高いが、遠ざかるときの音は低くなります。だから音のドップラー効果の存在を信じます。
  
  でも、光のドップラー効果はどうやって観測するのですか。観測できなければ、光のドップラー効果の存在を信じるわけには参りません。
  
  私は、今のところ、光のドップラー効果の存在を信じていないので、宇宙が膨張しているという学説も信じません。

    補足日時：2020/10/30 18:58

• 

  ＞青い（波長が短い）はずの光が・・・・・
  
  どうして、青い（波長が短い）はずだと判るのですか？

  No.8の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2020/10/30 20:06

• 

  「光が観測される範囲」？？
  ということは、光が観測されない宇宙空間がある、ということですか？
  
  つまり、地球まで光が届かないほどの遠い距離の銀河（または銀河団）がある、という意味ですか？

  No.6の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2020/10/30 20:16

• No.６の方の回答から、新たな疑問が生じます。
  
  ＞宇宙の大きさは、光が観測される範囲までしかわかりません。
  ＞その外縁は光速を超える膨張速度、とも言われますが、
  ＞光速以上で離れる物体は観測し得ないので、推測しかできないのです。
  
  
  光が観測される範囲には限界がある・・・となると、
  
  ①いま人類が持っている観測能力（観測機器の性能など）には限界があるが、将来、その能力が向上すれば、光が観測される範囲はさらに広がると考えていいですか。
  
  
  光速以上で離れる物体は観測し得ない・・・ということは、
  
  ②高等学校では、光より速いものは存在しないと習ったのですが、光速（300,000Km/s）以上で飛ぶ物体があるのですか。

    補足日時：2020/11/02 18:02

• ＞波源が動けば波の性質としてドップラー効果が発生します・・・
  
  「光は波である」というのは確かですか。
  
  ①特別な機器を使えば、光の波を目で見ることができるのですか。それとも、
  ②「光は波である」と仮定すると色々な現象が合理的に説明できるから光は波なのである、という話ですか。

  No.11の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2020/11/02 18:37

• 管理人から、そろそろ質問を閉鎖するようにとの催促があったので、残念ですが締め切らせていただきます。
  
  質問のタイトルで「宇宙が膨張？？」と書いたのは、ビッグバン説は本当なのか、という単純な疑問からです。この広大な宇宙が何もないところから生まれたなどという発想は、神話の世界でならともかく、およそ科学者のものとは思えません。
  
  ハッブルがビッグバン仮説を提唱する根拠になったのが赤方偏移（レッドシフト）という観測事実ですが、赤方偏移は「光にはドップラー効果がある」と仮定しないと説明できません。

    補足日時：2020/11/08 14:17

• （続き）
  
  ですから私は、「光のドップラー効果」の存在自体にも疑問を持っていたのですが、この疑問は、No.10の回答とNo.13の回答で氷解しました。「光のドップラー効果」の存在を信じるに至ったのは最大の収穫でした。
  
  ビッグバン仮説ではなく別の仮説で赤方偏移を説明できる人が現れるのを待っております。
  
  ご回答を頂いた多くの皆様にお礼を申し上げます。「ベストアンサー」を差し上げたい方は複数いらっしゃいますが、一人だけ、というルールなので、差し上げられない方はご容赦ください。
  
  ありがとう御座いました。

    補足日時：2020/11/08 14:18

No.15 回答者： ななのたか 回答日時： 2020/10/31 11:43

星が動くことでドップラー効果で赤方偏移するのと、宇宙が膨張することで遠方の銀河が赤方偏移するのは(よく混同されますが)まったく別の現象です。

宇宙が膨張すること(空間自体が引きのばされること)で電磁波の波長も引きのばされて赤い方(長い波長)に変異(偏移)するのです。

この回答へのお礼

＞宇宙が膨張すること(空間自体が引きのばされること)で電磁波の波長も引きのばされて赤い方(長い波長)に変異(偏移)する・・・

非常に重大なご指摘です。目からウロコです。

ありがとう御座いました。

お礼日時：2020/11/02 19:24

No.14 回答者： konjii 回答日時： 2020/10/31 09:19

回答の皆さんは、ビッグバンは定説と思われていますが、まだ仮説です。

ハッブルのレッドシフトに関する最初のレポートをご覧下さい。遠い銀河
までの距離と、レッドシフトの相関図に相関性はあるとはとても言われません。
ビッグバン仮説の唯一のよりどころはハッブルのレッドシフトです。外国の
研究家も「他の方法でレッドシフトを説明出来ればビッグバンは否定される」と言っています。

この回答へのお礼

＞他の方法でレッドシフトを説明出来ればビッグバンは否定される

どなたか、「他の方法」でレッドシフト（赤方偏移）の現象を説明してくれませんか。お待ちしています。

お礼日時：2020/11/02 19:29

No.13 回答者： EZWAY 回答日時： 2020/10/31 00:03

具体的な原子とか波長とかは忘れましたが、一般に原子は、条件が整えば、定まった波長の光を発します。

例えば、Naであれば、589.592424(3)nmと588.995024(3)nmに観測されます。これは宇宙のどこであっても共通です。
仮に、光源が非常に速い速度で接近してれば、観測される波長は上記の物よりも短くなるし、遠ざかっていれば長くなります。そして、実際にそれが長くなっていることが観測できるんです。
もちろん、光の速度は音速よりも遥かに速いので、非常に速い速度で動いているものでなければ観測できませんけど、実際に、遠方の星は非常に速い速度で遠ざかっているからそれが観測できるんです。
「赤方偏移」で検索すれば詳しい説明が出てくると思います。

この回答へのお礼

＞例えば、Naであれば、589.592424(3)nmと588.995024(3)nmに観測されます。これは宇宙のどこであっても共通です。
仮に、光源が非常に速い速度で接近してれば、観測される波長は上記の物よりも短くなるし、遠ざかっていれば長くなります。そして、実際にそれが長くなっていることが観測できるんです。

なるほど。それなら、光のドップラー効果の存在は疑いようがないわけです。
私は化学（ばけがく）出身ですから、こういう説明なら納得できます。
ありがとう御座いました。

お礼日時：2020/11/02 20:03

No.12 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/10/30 23:37

>「光が観測される範囲」？？

>ということは、光が観測されない宇宙空間がある、ということですか

ということです。膨張速度が光の速度を越えているところの銀河
からは光は永遠に届きません。

この回答へのお礼

ありがとう御座いました。

お礼日時：2020/11/08 14:21

No.11 回答者： fba 回答日時： 2020/10/30 22:53

…夜空が暗いので。

　いや冗談でなく。太陽が照らさない方向が暗いのは当たり前…のような気がしますが夜側にも他の恒星が山ほどありますので全部合わせればとんでもない明るさになります。途中に光（エネルギー）を吸収する物質があっても吸収し続ければ溜まったエネルギーで光りだすんですな。

　遠くの星の光が届かない（光の速度よりも速く遠ざかっている）からこそ、現実世界では夜空が暗くなってます。

>光のドップラー効果の存在を信じていないので

　信じようが信じまいが、波源が動けば波の性質としてドップラー効果が発生します。光の波長を測るのは一般人には難しいとしても、電波（光も電波も同じ電磁波）であればアマチュア無線のレベルでも確認できます。アマチュア無線用人工衛星の電波の周波数（波長と同じ）が衛星の動きとともに変化する量は、ちゃんとドップラー効果の理論通りになりますので。さすがにタダ同然って訳には行きませんが、自分で買っても十数万円の設備で確認可能です。

この回答へのお礼

ありがとう御座いました。

お礼日時：2020/11/08 14:21

No.10 ベストアンサー 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/10/30 22:52

光のドップラー効果は

光へテロダインを使えば容易かつ精密に測定出来ます。

電磁波(光)の周波数をマイクロ波まで落としたのがネズミ取りや
スピードガンです。
水の流速計も光のドップラー効果を利用してます。

星や銀河からの光のドップラー効果はバカでかいので
分光して(プリズムを通して)よく知られたガス分子の吸収線
の位置を調べるだけで、周波数のシフト量が容易にわかります。

この回答へのお礼

＞光のドップラー効果は
光へテロダインを使えば容易かつ精密に測定出来ます。

光のドップラー効果を測定する実験手段があるのですね。それなら、光のドップラー効果の存在は疑いようがないわけだ。

ありがとう御座いました。

お礼日時：2020/11/02 19:55

No.9 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2020/10/30 20:36

>>光のドップラー効果はどうやって観測するのですか。

どうやるも何も、波長を観測してるんですよ。

>>地球まで光が届かないほどの遠い距離の銀河（または銀河団）がある、という意味ですか？
そうですよ。境目を事象の地平線と言う。
ある点で、それより過去が無いところを粒子の地平線と言う。
宇宙は有限の過去から始まってるからだよ。

この回答へのお礼

＞宇宙は有限の過去から始まってる・・・・・

これが容易に信じられません。

お礼日時：2020/10/31 18:57

No.8 回答者： isoworld 回答日時： 2020/10/30 19:56

遠ざかる星から地球に届く光の波長は長くなり、極端な例を言えば、青い（波長が短い）はずの光が赤く（波長が長い）見えます（ドップラー効果）。

また、特定の物質からは特定の波長の光を出すことが分かっています。

このことから、波長が長いほうにどれだけズレているかを調べれば、どの星がより速く遠ざかっているかが分かります。これとは別に、その星までの距離は調べて分かっています。

これをモトに、より遠い星ほどどんどん遠ざかっていることが判明し、（光が観測される範囲で言えば）宇宙は膨張しているように見えるわけです。

この回答へのお礼

ありがとう御座いました。

お礼日時：2020/11/08 14:22

No.7 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/10/30 18:35

エドウィンハッブルが、地球から遠い銀河ほど速いスピードで

地球から遠ざかっていることを、光のドップラー効果を利用して
観測したから。

この回答へのお礼

ありがとう御座いました。

お礼日時：2020/11/08 14:22

No.6 回答者： Limerick2019 回答日時： 2020/10/30 18:23

光のドップラー効果が観測される、と言うところからです。

宇宙の大きさは、光が観測される範囲までしかわかりません。
その外縁は光速を超える膨張速度、とも言われますが、
光速以上で離れる物体は観測し得ないので、推測しかできないのです。

この回答へのお礼

ありがとう御座いました。

お礼日時：2020/11/08 14:22