光は宇宙空間を減衰しないで進んでいますか？

まず、光は真空中を減速しないで進み続けると思っているのですが、
これは正しいでしょうか？
これが正しいとすると、あらゆる星からの光が宇宙空間をとびまわっているはずですが、夜空が暗いのはどうしてでしょうか？
光と光が足されることはないのですか？

またもし、宇宙が球形だとしたら、光が同じところをぐるぐる回っていることになると思うのですが、この場合かつて放った光＝過去が見えてくるという現象が起こりますか？

よろしくお願いします。

No.5 ベストアンサー 回答者： pyon1956 回答日時： 2006/01/17 10:58

たとえば平面上に小さな円を描きます。

この円の中に含まれる点はいくつありますか？という問題のこたえは無限個です。つまり星が仮に無限個あったとしてもそれが全天を埋める、ということにはなりません。
まして、明るさは暗黒物質などなくても単位面積あたりでは距離の2乗に反比例して減ります。だから全部足してもそんなに大きくはならないよ、ってことです。
なお、暗黒物質と通常言われているものと暗黒星雲とは関係はない、というのが通説だと思います。暗黒星雲はおそらくガス状の天体ですが、暗黒物質はそもそも既存の素粒子ではないかもしれない、むしろ観測にかかりにくい何らかの物質ですから。
また赤方偏移ですがたしかにそういう現象は存在していますが、これはすべてが赤になる、ということではありません。単に波長が長く感じられるというだけです。星は単色光を出しているわけではないので、赤方変移したらすべてが赤に見える、ということにはなりません。むしろ現在見えない紫外線が主の星などが見える事になりますね。
ついでながら宇宙の年齢も調べてみて下さい。50億年より遥かに大きくないと地球は存在できないのです。
なお、現在の宇宙がどういうものかというひとつの仮説として
「はじめての＜超ひも理論＞」
http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4061498 …
があります。宇宙論ではなく物質そのものの理論ですが、宇宙にもふれていますのでよろしければご一読を。

No.6 回答者： Scull 回答日時： 2006/01/18 11:21

まず、星間物質による吸収があったとしても、光そのものはなくなっていったりしません。

これは「エネルギー保存則」によるもので、吸収した星間物質は「何らかの形で放出」することになります。よって、宇宙が暗い事に星間物質は影響を与えません。これは他の「星への距離が遠いからと云う答え」に関しても言える事です。

それではなぜ夜空が暗いのでしょうか？No.1の方が既にお答えになっているとおり「宇宙が膨張しているから」です。宇宙全体が大きくなっているのですから、時間の経過とともに「エネルギーの密度が低下」します。細かい赤方変移という現象などはありますが、おおざっぱに言ってそう云う事です。宇宙の膨張によって、遠くの星同士の距離は「光速以上」で遠ざかります。これでは光も届きません。

そのために夜空は暗いのです。

No.4 回答者： vastness 回答日時： 2006/01/17 09:27

＃１です。

「すべての星は我々を中心に遠ざかっているように見えます」と言うのは膨張宇宙のモデルに則って
相対的にそう見えていると言うだけです。真の宇宙の中心が分かれば(絶対的な)我々も外に向かって動いていますが。光の性質ではなく実際に動いています。
また相対的な話ですから、すべての星で同じです。
暗黒物質といっても銀河のコールサックや馬頭星雲のようなものから、いろいろです。往古の天文学のエーテルのようなものとは違いますがいい表現とは言えなかったかも知れません。
ただ膨張宇宙にしてもきちんと解明されていないことも多く、説明しきれませんが宇宙は強烈に大きいと言う事です。

No.3 回答者： walkingdic 回答日時： 2006/01/17 00:16

>光は真空中を減速しないで進み続けると思っているのですが、これは正しいでしょうか？

はいチリなど妨げるものがなければそうなります。

>夜空が暗いのはどうしてでしょうか？
光る星が遠くにあるからです。

>光と光が足されることはないのですか？
足されますよ。

基本的に光は四方八方に広がっていくので、距離の２乗に反比例して単位面積当たりの光強度は落ちますから、遠いと当然光量はそれだけ落ちます。
なんせ遠いですから。それに空間に対して光る星（恒星といいますよね）の割合なんて微々たる物ですよ。

>宇宙が球形だとしたら、光が同じところをぐるぐる回っていることになる

単純に広がっているようですからそういうことにはならないようですね。

No.2 回答者： piricara 回答日時： 2006/01/17 00:06

光の強さは、距離の2乗に反比例しますので、遠い星の光は、どんなに大きい星でも明るくはありません。

望遠鏡なら見ることができても、肉眼で見えない星は多数あります。

宇宙には、光を分散させるのもが無いので(極端に少ないので)空が青いようには光りません。

光の強さは、単純な足し算にはなりません。

現在の観測機で観測できる範囲に限っては、光がぐるぐる回っているようなことは観測できていません。
重力レンズと呼ばれるものはありますが、光が少し曲がって届いていることがわかるくらいです。

遠い天体の星は、光の速度を持っても、数年から、数万年、数億年の距離にあります。したがって、現在観測している光は、その年数前に放出された光で、実際にこの瞬間には、そこに星は無いかも知れないのですが、そういった意味では、過去を見ていることになります。

NO.1の方が回答されているような、暗黒物質については、現在調査段階で、理論上はあってほしいんだが、発見できていない物質です。ですので、これによる吸収があるのなら、見つけることができているはずです。

電波望遠鏡で赤い壁は見えないと思うのですが、文学的表現ですかね。ビックバンのこだまらしいものは観測されているようです。

ご質問は、現在でも宇宙が有限であるということの証として語られています。ですが、NO.1の回答にあるように、遠くの天体は、ほぼ光に近い速度で遠ざかっていることが観測され、アインシュタインにより、光もドップラー効果を起こすことが、理論付けられ、実験により確認されていますので、遠くの天体は、光を発しても地球に届くまでに、光から電波の領域になっていることは容易に想像でき、実際遠くの天体は、実際よりも赤く見えるそうです。

わからない事のほうが多いですね。宇宙って。

No.1 回答者： vastness 回答日時： 2006/01/16 23:31

宇宙に関する根源的な質問ですね。

基本的には確かに宇宙空間で光は減衰しません。
しかし、すべての星は我々を中心に遠ざかっているように
見えます。そして遠くへ行けばいくほど遠ざかるスピードは速くなります。そうすれば光は「赤方変移」が起こり
可視領域から外れていきます。
また、宇宙空間には「暗黒物質」と呼ばれる、星の元になる微粒子が散らばっています。それらによる吸収もあります。また、例えば「あの星とは50光年離れている」と言った表現もしますが、例えばこの50光年離れた星から出た光は50年前にその星を出発し、50年後の今、我々の目に入っています。太陽からの光でさえ8分前の光です。つまり全て過去の姿が見えていることになります。
電波望遠鏡では50億光年前の宇宙誕生のころの赤い光の
壁が見えているそうです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
赤方偏移＝人間の眼には明るく見えない、と理解しました。
もっとも「すべての星は我々を中心に遠ざかっているように
見えます」というのも不思議です。
それは見かけ上だけのこと（光の性質による）でしょうか？
それとも実際にそう動いているのでしょうか？
あるいはどの星から観測してもそう見える（自分の星が中心）ものなのでしょうか？

お礼日時：2006/01/16 23:54