高校程度の物理学はわかっているつもりなので、
細かいところまで教えてください。

まず、宇宙の始まりがビッグバンだったということは、
なんとなくわかります。たぶんそのビッグバンのもとになった
物体はいろんな物質が混沌とした状態でまじりあっているもの
なのでしょう。それで、もちろんそれぞれが質量を持っているわけ
ですから、点ほどのところに集中して静止しているはずもありません。それで、四方八方に散らばって行った。という現象がビッグバン。
そう解釈してます。

その後、それぞれ干渉しつつ大きな範囲で飛び散り、今の宇宙を
形どっているのでしょう。そして、あるところではブラックホールが
誕生し、そのブラックホールが周りにあるものを集めては、また
崩壊し、というのを繰り返しながら宇宙の歴史は刻まれているのでしょう。では、こんなに膨大な量の物質が存在する宇宙で、しかも
それぞれが外へ向かって動いているのに、なぜ現代の科学者達は
宇宙が将来収縮するかもしれないと考えているのですか?

その理由がよくわかりません。このくらいのレベルの僕にわかるような説明をおねがいします。

たぶん、ブラックホールが何個も重なって、大きくなって、
宇宙にあるもの全てを吸い尽くしてから、またビッグバンのように
崩壊しながら周りに物質をばらまくのでしょうか?

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A 回答 (15件中1~10件)

検索をかけると私のページが紹介されているみたいだったので、ちょっと前の質問ですが、私の知る限りの知識での回答と、補足説明をさせていただきたいと思います。


(全然、マトモな説明してないですし、ホームページで)

下の回答者に追従する形になるのですが・・・;
まず宇宙の始まりはビッグバンだったという説は今マイナーになりつつあります。もう少し正確に言うなら、ビッグバンの前にインフレーションと言う現象があったと言われています。
インフレーションもビッグバンも宇宙の膨張なのですが、結構誤解されがちなのが膨張という言葉の意味です。
ここで使われている膨張とは、宇宙そのものの膨張のことを言っているのであって、ある空間の中を物質が広がっている様子を言っているわけではありません。
つまり、空間そのものが膨張しているのであって、全く静止している2つの観測点A、Bから、お互いを観測すると膨張している宇宙の中では、その距離はどんどん広がっていきます。
因みに、空間そのものが膨張する速度は光の速度よりも速くても良いので、インフレーションが起きた期間には、光の速度よりも速い速度で宇宙が膨張したと言われています。

それと、下で補足されているのですが、私からも(コレは個人的な考えですが)補足させてもらうと、宇宙が膨張から収縮に転じたとしても、時間の向きは逆転しませんし、エントロピーも増大の一途をたどります。
別に宇宙が収縮するからと言って、宇宙全体のエントロピーが減少する必要はないからです。

さて、では本題の質問の回答ですが、なぜ宇宙が将来収縮するかもしれないのか?
これは、身近な例に例えて言うなら、ボールを空に向かって投げたときのことを考えればいいと思います。
ボールを上に投げても、しばらくすると落ちてきますよね?
もっと強く投げれば、もうちょっとは長く宙を舞っていますが、しばらくすると落ちてきますよね?
じゃあ、第2宇宙速度と言うとてつもなく速い速度でボールを投げるとどうなるでしょうか?
ボールは永遠に落ちずに、宇宙の彼方まで飛んでいきます(太陽に落ちるかもしれませんが、とりあえずここではそれは考えないことにして)
宇宙が膨張しつづけるか、それともある時点で収縮に転じるかは、このボールとよく似ています(あくまで便宜的説明ですが)。
つまり、宇宙がビッグバンで膨張をはじめたときの勢いと、宇宙の中に存在している収縮力と膨張力の和によって、永遠に膨張を続けるかどうかが決まります。

因みに、補足ですが、いわゆる重力による引力は、物体が単に引き合う力として理解するよりも、空間が縮もうとする力だと理解したほうが良いと思います。
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またまた補足というか、付け足しです。

前の方もおっしゃっている宇宙の質量についてですが、現在未知の物体である「ダークマター」によって左右されるようです。なにしろ現在知られている宇宙の全質量より、はるかに大きい質量だそうですので.....(「そんな物はない!」と言う人もいるらしい。)
この謎が解けない限り、解明は出来ないと思います。
わかりやすい文章のHPを紹介しておきます↓
http://www.cosmo.kawabe.or.jp/school/7th/tk97020 …

時間と空間の関係についてはココ↓
http://webclub.kcom.ne.jp/mc/entis/feature/imagi …
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この回答へのお礼

ありがとう。とりあえず二つとも見てみます。

お礼日時:2001/02/07 16:52

 補足です。



 そのニュースを見たのがもうすでにだいぶ前になってしまっていますが、ニュートリノの質量を全部足してもそれでも重量が足りないため、ニュートリノに重さがあるにも関わらず宇宙は膨張しつづける、という回答に結びついた、というようなことでした。
 本当かなぁ(^_^;

この回答への補足

ありゃりゃ。そういうことなんですか。
じゃあ、やっぱり宇宙はこのまま膨張し続けて、
また元の大きさに戻るということはないのですね。

補足日時:2001/01/29 19:16
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久しぶりに覗いて見ましたがすごい事になってますね。

回答者の責任は重大だ(笑)

自分の回答に補足させてください。

宇宙が収縮に転じるかどうかは宇宙に存在する物質の量によって決まると言われていますが、
空間が収縮する、時間が逆転する、どちらも宇宙の外から見ればそう見えると言う事であって、もしそうなったとしても、宇宙の中から見れば相変わらず時間は進みますし、空間は広がりつづける様に見えるでしょう(遠くの星ほど赤方偏移)
ただ、時間・空間のどちらか片方だけが逆転する事はない、と言う事を言いたかったのです。時間と空間は同一要素なのですから。

この回答への補足

やっぱり理解はできないけど、納得はできます。
その時間と空間は同一要素というのに・・・

ということで、今度はその時間と空間が同一要素ということの
説明をください。お待ちしております。

補足日時:2001/01/29 19:14
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またまたまたしてもstomachmanです。

おじゃまさま。

アインシュタインの宇宙項Λはとても有名ですね。かつては「あのアインシュタインが間違えた」っていうんで、例の舌を出している写真と共に「人間、アインシュタイン」を象徴するエピソードのように言われていました。
まだ宇宙項があると決まったわけではありませんが、あるとすればその原因は「真空の中からエネルギーが湧きだしてくる」ということじゃないかと考えられています。エネルギーというのはある状態をゼロと決めて、その差し引きで考えなくてはならないので「真空の状態が変化して沸き出して来る、というのも一応アリ」なんですよ。この辺は大変難しい話でして...
なお、エントロピーについては
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=19212
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=25381
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=17174
ニュートリノについては
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=26943
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=26624
をご参照下さい。
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 補足です。



 俺の記憶違いでなければ、ニュートリノにも質量があるということになったはずです。
 それでもまだ重さが足りない。で、最終的に見つかった「ヒッグス」が決定打になったとか云々。
 この辺は難しくてよく分かりません(^_^;

この回答への補足

それじゃあ、将来宇宙は収縮するということですか?

補足日時:2001/01/29 17:46
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またしてもstomachmanです。


LITHRONさんの仰る、「宇宙が収縮に転じたら時間が逆行する」という説も確かにあるんですが、stomachmanはそれは間違ってると思っています。少し難しい議論になりますが...

 もし「収縮する宇宙では時間が逆行する」んだとすると、その収縮する宇宙に住む住人にとっては宇宙は膨張している、という事です。収縮するものを時間反転して見れば膨張ですからね。つまり彼らにとっては、我々こそ「収縮する宇宙に住んでいて時間が逆転している変な連中」ということになる。
 もしそうだとすると、宇宙が膨らみ切って収縮に転じる、まさにその瞬間に我々と彼らが出会ったら??そんなアホな事態が生じうることになってしまうのはおかしい。
 つまり「宇宙が収縮に転じたら時間が逆行する」のだとすれば、「宇宙が収縮に転じる時には、エントロピーが宇宙の至る所で一様になる」必要がある。これ以上の混沌はない、という状態です。宇宙が一様になっていて、もちろん天体も生物もない、どこへ行っても同じような希薄なガスがあるだけという状態になる必要がある。生命もないので変な連中と出会うこともない。それどころかマクロな意味での時間というものもない。(全くの混沌なので「さっき」と「今」の区別が付かない。)理論上、こういう経過をたどるとしか考えられません。これならば、時間の流れが逆である世界同士が繋がることができる。
 しかし、「こういう混沌、究極のエントロピー最大状態に至らない限り、宇宙は収縮できない」という物理的理由はないように思われます。単に宇宙全体の重力で収縮しはじめるだけなんだから、その時点で天体も生き物も残っていて良い。
 従って、tomokun_thさんが質問の中で「たぶん、...」と書いていらっしゃる描像が正しい。収縮がはじまっても、やはり同じ方向に時間は流れる。どんどん収縮が進むと、宇宙が狭くなり、いろんな天体が衝突・合体を始める。そのときにあれよ、あれよと天をあおぐ生き物が、やっぱりまだ居るだろう。そう考えます。
 もちろん、以上は「宇宙がいずれ収縮する」と仮定しての話ですよ。現在の観測結果では、その可能性は低くなっているようですが。
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この回答へのお礼

う~ん。なんか、説得力のある文章でしたねー。
ただ、ひとつわからないことが・・・
LITHRONさんとこにも書いたけど、エントロピーって何ですか?
できれば教えてください。

お礼日時:2001/01/16 16:04

またまたstomachmanです。

buchurinさんへの補足に書いていらっしゃる

> その星からやってくるいろいろな種類の波の波長を調べれば いいんですよ。

についての蛇足。
 まさにその通りです。天体の速度はドップラー効果を使って精密に計測できます。
 ドップラー効果というのは、ほら、近づいてくる救急車の音は甲高く、遠ざかっていく音は低く聞こえる、あの現象ですが、音に限ったことではなく波なら何でもこの効果は起こる。そして光でもドップラー効果は起こるんです。
 天体が同じ周波数の光(=同じ色の光)を出していても、遠ざかっていく天体から出る光は周波数が低く見える。(波長が長くなる、と言っても同じ事です。)黄色い光だったら、それが赤の方にずれて見えるんです。このずれ方から、天体の速度が逆算できます。
 でも、「本当はじっとしている天体が、赤い光を出している」というのとどうやって見分けるのでしょうか?光を出しているのは、天体に存在する水素などありふれた原子です。沢山の周波数の光をセットで放出しますが、このセットになっている周波数の成分の組み合わせはその原子に特有のものです。(ちょうど、音でも、音色で救急車か暴走族か聞き分けられるように)このパターンを見れば、確かに水素が出した光だと分かる。そして、実験室で測定した周波数に比べて、天体の出す光はどの周波数の成分も全部きっちり同じだけ低い方にずれている。さらに、他の原子が出す光のセットも、やはりちょうど同じだけ低い方にずれている。間違いようがありません。このずれ(赤方偏移:せきほうへんい)で速度が分かるのです。
 ヒトが住んでいる天の川銀河のすぐ近くにある「アンドロメダ大星雲」はたまたま天の川銀河に近づいてきているので、周波数が高い方にずれます(赤ではなく青方偏移)。
 ちなみに、光を周波数の成分ごとに分けて調べるこのような計測をやる分野を「分光学(ぶんこうがく)」と言います。
 なお、遠ざかっているか、近づいているか、という方向の速度(視線速度)は、このように正確に測れるんですが、視線と直角の方向に動いている速度の方は旨い測り方がありません。(ごく近くにあって高速度で動いているものならば、時間をおいて撮影した写真を比較して、天体の移動による位置ずれを測れることもあります。)
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皆さんの回答に2点補足させてください。


1.現在の宇宙論では、時間と空間は同一要素と考えられています。
2.宇宙が収縮するということは、熱力学的にはエントロピーが減少する方向に向かうということです。
1については、元々ひとつであった時空という要素が時間と空間に分かれたという事であり、変な言い方をすれば、相対性理論はそれを証明した事になります。
2については、エントロピーの減少というのは未だ例が無く、それが起きた時現在の物理学は根底からくつがえされるでしょう。
なぜなら、宇宙(空間)が収縮する時、時間は逆転するからです。宇宙が収縮しても時間の逆転は起こらないという考えもありますが、それは1の法則(??)に反します。

この回答への補足

ここまでのレベルになってくると全くついてゆけない・・・
エントロピーっていうのは、宇宙全体でのエネルギーと考えればいいのですか?
それから、時間と空間がもともとひとつだったというのも
どうも納得がいきません。なんなんだろうか?
もしよろしければ、もっと詳しく説明をくれませんか?

補足日時:2001/01/16 15:58
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皆さんが仰るとおり、重力によって再び収縮するかもしれない、ということです。

ちょうど、放り上げたものがまた落ちてくるみたいに。
 ちょっと正確ではありませんが、感覚的な話で説明しますと:
思い切り速い速度でうち出された物は、戻ってきません。脱出速度と言いますが、地上から放り上げる場合には11km/秒ぐらいです。つまり宇宙の場合にも、ものの速度が脱出速度を越えているかどうか、によって、将来収縮するのかそのまま広がっていくのか、が違うわけです。

 遠くに行くほど、天体が遠ざかる速度が速いということはご存じでしょう?天体までの距離rとその天体の後退速度vとの関係が、非常に良い精度で v = H r という比例関係になっている。(このHが「ハッブル定数」です。)ということは、遠くへ行っても減速している様子がない。どうも広がり続けるんじゃないか。
 面白いことに、現実の宇宙は「広がり続ける」と「再び収縮する」のちょうど境目位になっているらしいんですね。これがなぜか、はわかりませんが、そうなっていると物事がシンプルに説明できる。

 ところが、最近になって、遠くのものはv=H rよりもうちょっと速く遠ざかっている、ということが分かってきました。ビッグバンで与えられた初速だけじゃなく、何かが加速をしている、ということを意味します。これは大変なことで、一般相対性理論に含まれていないエネルギー源がある。真空の中からエネルギーが湧きだしていると解釈されます。すなわち、(アインシュタイン自身が一般相対性理論に追加し、あとで「生涯最大の誤り」として取り消した)「宇宙項Λ」が復活したようなのです。

 また、もし収縮するのだとすると、ものが集まる。どんどん熱くなる。(ブラックホールというのはちょっとイメージが違います。空間そのものが小さくなるのであって、外側というものはない。ビッグバンも、「周りに非広がる、まき散らす」んじゃないです。周りというものがないんですから。)そのあとまたボカンと行くのかどうか、これは諸説あります。

 現実の宇宙の姿とその膨張に関する分かりやすい参考書として、グリビン「時の誕生、宇宙の誕生」翔泳社をお勧めします。
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この回答へのお礼

え?アインシュタインって一般相対性理論を一部修正していたのですか?
それは初耳です。

それで、現在その宇宙項は何が原因かはっきりしたんですか?
できればそれがなんなのかを知りたいですね。

お礼日時:2001/01/16 15:56

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 よく風船が例に出ますよね。ただし、風船を立体として捉えるのではなく、風船の表面だけを見てください。

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Q四次元というのはどんな世界ですか?

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Aベストアンサー

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタインでした。
 彼は、リーマンという数学者が作った、
曲がった空間の幾何学(現在リーマン
幾何学と呼ばれています)を使い、4次元の
空間が歪むという状態と、重力や光の運動を
あわせて説明したんです。これが相対性理論。

>これに時間の概念を足せば四次元になるのでしょうか?

 物理学的にはそうです。

 相対性理論の話に関連付けて説明するとこんな感じです。
例えば、下敷きの板のような平面的なもの(数学的には
これを2次元空間と言ったりします)を曲げると
いう動作を考えてみて下さい。下敷きに絵が書いて
あったとして、曲げながらそれを真上から見て
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いても下敷きという2次元空間が歪んでいる
ことが感じ取れます。
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歪むには、それ以外の方向(この場合だと高さ方向
ですが)が必要です。

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今は小学校でもやる砂鉄の実験(紙の上に砂鉄をばら撒いて
下から磁石をあてると、砂鉄が模様を描くというやつです)
を電磁石でやっていたときに、これは空間の歪みが
原因ではないかと直感したんです。
 電磁石の強さを変えると、砂鉄の模様が変化します。
これを砂鉄が動いたと考えず、砂鉄が存在して
いる空間の歪みが変化したのでは?と考えたんです。

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その方向とは時間という方向だということを
証明したのが、相対性理論だったんです。


>あるいは時間と空間を自由に行き来できるのが四次元なのでしょうか?

 4つ目の方向である時間は、存在していても
その方向に、人間が自由には移動する方法は
現在ありません。時間方向を自由に動ける機械と
いうのは、タイムマシーンのことなんですが。

 日常生活を考えてみたとき、縦、横といった
方向は割りと自由に動けます。1時間ちょっと
歩けば4kmくらい楽に移動できますが、
道路の真中で、ここから高さ方向に
4km移動しろと言われたら、人力だけでは
まず無理でしょう。
 飛行機やロケットといった道具が必要と
なります。
 時間方向というのは、このように存在していても
現在のところ自由に移動できない方向なんです。

 例えば、人間がエレベーターの床のような
平面的な世界に生きているとしましょう。

 この場合、高さ方向を時間と考えて下さい。

 エレベーターは勝手に下降しているんです。
この状態が、人間の運動と関係なく、時間が
経過していく仕組みです。

 人間もほんの少し、ジャンプして高さ
方向の移動に変化をつけることができます。

 同様に時間もほんの少しなら変化をつける
ことができます。

 エレベーターの中で、ジャンプすると
ほんの少し下降を遅らせることができる
ように、時間もほんの少し遅らせることは
できるんです。




 

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
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Q宇宙が生まれる前は・・・?

今日学校で理科の先生が言ってたんですが、宇宙は約137億年前に生まれたらしいですね。

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よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんな考え方でいいと思います。

10秒前には何をしていた? 10分前にはどこにいた? 10日前は?…とずっとずっとさかのっていって、もうこれ以上は戻れない。そういうところが宇宙の始まりです。

ということは、これより前の時間というものはない、ということです。
「前の時間が無い」ということは「前はどうなっていたのか」という問いも考えられないということをしめています。したがって、今のところ「これより前」の話はすべて物語でしかありません。ドラゴンクエストと同じ虚構の世界になります。お話としては面白いのですが、科学として語る価値はありません。

また、今も昔も宇宙はふくらみ続けています。このことは、映画の巻き戻しのように、逆に時間をさかのぼっていけば、どんどん縮んでいくことになります。こうやってさかのぼれば、さきほどの時間の行き止まりと同じところにたどりつきます。このことは観測により、どこか一点に集まることがわかっています。他の(自信ありの)回答者の方がおっしゃっているように、宇宙があちこちに集まることは考えられません。

それでは、始まりはどんなものだったのでしょうか?

簡単にキーワードを並べて書きますので(というか私自信理解できてはいません、また理解している人も少ないでしょう)、興味をもたれたら、いろいろご自信で調べてくださいませ。

今、もっともらしいといわれている説は、東大の佐藤勝彦氏とMITのアラン・グレースという人が別個に発表した「インフレーション理論」による「宇宙の始まり」の説明です。1980年代の発表です。

最初は無です。空間もありません。振動だけがある状態だと佐藤氏は言っています。この振動から「トンネル効果」によって宇宙が現れました。大きさは10の-33乗cm=1cmの1兆分の1の1兆分の1の100億分の1(量子力学でプランクの大きさといわれるもの)です。これがモノの最小です。これと同じように、最小時間である10の-44乗秒後に「相転移」というものがおこります。

相転移とは水が水蒸気に変わるようなことをいいます。水が水蒸気に変わるときにエネルギーが発生するように、物質に相転移がおこるときにはエネルギーの出し入れも発生します。このときのエネルギーが今の全宇宙のエネルギーのもとです。これは、ちょうど高いところにあるボールが地面にあるボールより大きなエネルギーを持っていることと同じです。そして、高いボールが落ち始めると落下のエネルギーに変わっていき、やがて地面のボールと同じように冷たいボールになります。この落ちていくときのエネルギーが他のエネルギーに変わっていきます。これが、光の元気のよさや地球が回っていたり、人間が走ったりしているときのエネルギーの正体なのです。
このとき「重力」も生まれました。ここ(相転移)が三次元の空間と一次元の時間の始まりになります。宇宙の誕生です。ビッグバンはこの後(10の-32乗秒後)です。ビッグバンは真空のエネルギーから熱エネルギーへの落下です。

ここで、もう一度逆に時間をさかのぼってみましょう。
ビグッバン←相転移←宇宙の出現と戻り、その前-やはり無ですね。そこまでです。

こんな考え方でいいと思います。

10秒前には何をしていた? 10分前にはどこにいた? 10日前は?…とずっとずっとさかのっていって、もうこれ以上は戻れない。そういうところが宇宙の始まりです。

ということは、これより前の時間というものはない、ということです。
「前の時間が無い」ということは「前はどうなっていたのか」という問いも考えられないということをしめています。したがって、今のところ「これより前」の話はすべて物語でしかありません。ドラゴンクエストと同じ虚構の世界になります。お...続きを読む

Q宇宙の膨張の根拠は何?

ビッグバン以降宇宙が膨張している、つまり空間がどんどん広がっているなぜなら、遠くにある天体ほど猛スピードで離れているからとの事かと思います。そこで、疑問なのですが、なぜ、これで宇宙空間がひろがっている(膨張してる)と言えるのでしょうか真空の宇宙空間がどんどん湧き出ているような感じは、ちょっと想像しにくいのです。
また、地球と太陽の間で突然空間が広がりはじめたら、太陽がどのどん遠くなるような事もあるのかな??(ちょっと飛躍しているかもしれませんが) 。
「単に星が遠ざかっているだけ、ただしその起源は、ビッグバンの大爆発であるとは思いますが、宇宙空間そのものは元から無限であったのではないのか」こんなふうに考えていますが、どうでしょうか?

Aベストアンサー

 
宇宙の膨張は、理論的にも考えられていました。科学的なものとしては、アインシュタインの一般相対性理論で宇宙全体についての運動を計算すると:

宇宙の形状(形)として、同じような密度で、無限の果てまで広がっている宇宙(定常宇宙)と、遠くに行くほど、空間の体積が増えて行くという宇宙(拡大宇宙)と、宇宙は膨張していて、空間体積が増えつつあるという三つの代表的な解が得られました。

これについて、どのモデルが宇宙なのかということで、この頃、遠方の銀河などの「赤方偏位」という現象が発見されました。「赤方偏位」の原因として、もっとも普通に考えられる理由は、「ドップラー変位現象」で、これは、遠ざかる物体から出る波は、振動数が減る、つまり、色なら、赤い方にずれるという現象でしょう。

「赤方偏位」は、距離に比例して起こっており、遠くに行きほど大きくなっているので、ドップラー変位で説明すると、遠くの銀河ほど、地球や太陽系から離れていっているということになります。それも遠いほど、離れ方が大きくなっています。

赤方偏位は、「ドップラー効果」なのか、それとも別の原因なのか、色々な議論がされました。結果的に、ドップラー効果だと考えるのが、もっとも妥当だという結論に達しました。従って、ドップラー効果でない可能性もあります。

ドップラー効果が原因だと、遠くの銀河は、地球などから、みな、離れて行っているということになります。それも、遠方になると、光の速度の50%とか80%とか、90%とか、というようなもの凄い速度です。

それも、地球を中心に、すべての銀河が離れていっているように見えます。これについて、太陽系やその銀河を中心として、宇宙は離れて行っているのだろうか、という議論が行われ、これは見かけのことで、すべての宇宙の銀河の互いの距離が、段々離れて行っているので、太陽系が宇宙の中心にあって、諸銀河が、そこを中心に離れて行っているのではないという結論になりました。

勿論、実は、太陽系が中心で、静止していて、他の銀河が太陽系やその銀河から離れているのかも知れません。ただ、そう考えると、何故、特に太陽系の銀河が中心なのか、で、理由が考えにくいので、全体に宇宙は膨張しているのだという考えが妥当となりました。

>真空の宇宙空間がどんどん湧き出ているような感じは、ちょっと想像しにくいのです。

宇宙が膨張しているとすると、空間当たりの物質の密度は、段々減って来ます。これに対し、宇宙の密度は、膨張に関わらず一定であるという理論を、イギリスのフレッド・ホイルという学者が出しました。膨張に応じて、物質が「無のはずの空間」から生み出されいるという理論です。

いまでは、ホイルのこの理論は妥当とされていません。他方、質問にある、「空間が湧き出している」というのは、正確ではありません。空間は、実は物質と密接な関係にあり、将来、宇宙が何兆倍、何億京倍とかに体積膨張すると、もしかすると、空間の性質に変化が起こって来るかも知れません。

しかし、現在は、どういうことか、空間が膨張しているということが分かっています。あるいは空間が湧き出しているのかも知れませんが、もう少し異なる機構で、膨張していると考えられます。

>地球と太陽の間で突然空間が広がりはじめたら、太陽がどのどん遠くなるような事もあるのかな??

どういう理由で、そうなるのか分かりませんが、もし空間が広がり始まれば、太陽と地球のあいだの距離は広がって行くことになります。現在でも、非常に微小な規模で広がって行っているということになります(宇宙膨張により)。

>「単に星が遠ざかっているだけ、ただしその起源は、ビッグバンの大爆発であるとは思いますが、宇宙空間そのものは元から無限であったのではないのか」こんなふうに考えていますが、どうでしょうか?

「空間」というのは、「何もないところ」というものではないのです。現在の物理学では、「物質あっての空間」で、「空間あっての物質」で、物質に関係のない空間というのは考えることができません。「空間」から、仮想過程で、光が出てはまた空間に吸い込まれているというのは、「空間」が何もない場所でないということを示しています。

「存在の場としての《可能性空間》」というものがあれば、この世界の空間と別に、無限にあるの「かも知れません」。

しかし、この世界で考えている「空間」は、上に述べたように、「何もない空間」ではないのです。それ故、無限にあると考えられる場合も、有限の場合も、「この空間」は、無限の場合は無限、有限の場合は有限です。

なお、宇宙は無限か、という話については、次の質問のわたしの回答を見てください。他の方の回答も参考になります。

>No.273574 質問:宇宙は無限?
>http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?qid=273574

また、膨張により、銀河同士が、光速を越える速度で離れて行くという話は、次の質問の回答のなかに、その話があります。

>No.228574 質問:永久に会えない星たち
>http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=228574
 

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?qid=273574,http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=228574

 
宇宙の膨張は、理論的にも考えられていました。科学的なものとしては、アインシュタインの一般相対性理論で宇宙全体についての運動を計算すると:

宇宙の形状(形)として、同じような密度で、無限の果てまで広がっている宇宙(定常宇宙)と、遠くに行くほど、空間の体積が増えて行くという宇宙(拡大宇宙)と、宇宙は膨張していて、空間体積が増えつつあるという三つの代表的な解が得られました。

これについて、どのモデルが宇宙なのかということで、この頃、遠方の銀河などの「赤方偏位」という現象...続きを読む

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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。

Aベストアンサー

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/4061498134/249-7932277-6597123
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。

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...続きを読む

Q懲役刑と禁固刑の違い

ニュースで良く耳にする「懲役」と「禁固」とはどう違うのでしょうか?
禁固刑はずっと牢屋に閉じ込められて一切外には出れないのでしょうか?
この犯罪は懲役刑、この犯罪は禁固刑と犯罪によって決まるのですか?
わたしなら、牢屋に閉じ込められるくらいなら禁固刑三ヶ月なら、ある程度自由のある懲役刑1年くらいの方がまだマシです。

独り言のような疑問なのでおヒマな方、回答おねがいします。

Aベストアンサー

処遇の内容については皆さんお答えのとおり
刑務作業(要は強制労働)の有無のちがいです。

懲役刑は軽蔑すべき犯罪を故意に行った「破廉恥犯」に課されますが
禁固刑は政治犯など、自分の政治的信念に従って「正しいこと」と信じて行動した結果が犯罪になった場合、また過失犯など「非破廉恥犯」と言われる場合に課されます。

禁固受刑者で作業をしない人は1%にも満たないそうです。ほとんどの禁固受刑者は自ら望んで刑務作業(請願作業といいます)をします。

と、大学で習いました

Q真空中で光が伝わる理由

音は真空中では伝わりませんが、光が真空中でも伝わるのは、なぜなのでしょうか?

ネット等で調べてみたのですが、難しく書かれていてよくわかりません。

Aベストアンサー

むずかしい質問ですね。でも、結論を言えば、真空は光を伝える性質があるからです。光は電磁波ですよね。電磁波は電場と磁場の波動です。
真空中で磁石のN極とS極は引き合います。また、正負の電荷も真空中で引き合います。ですから、電場と磁場は真空中でも伝わるということです。言い換えれば、真空は電場と磁場を伝える性質を持っているということです。でも、なぜ、真空はそんな性質を持っているのでしょうか。その疑問には誰も答えられません。この種の疑問は、物理学ではなく、哲学のカテになります。
同様に、「重力はなぜ真空を伝わるのでしょうか」の疑問にも答えることが出来ません。「そういう性質があるから」としか答えようがありません。なんか、説得力に欠ける回答ですが、しかたありませんね。

Q昔と今の大学受験の難易度

この質問までの経緯を説明しますと

<高校で>
担任「今は少子化で、選ばなきゃ誰でも大学に入れるからねー。お前らは幸せっちゃ幸せだよねー。俺らのときは、ベビーブームって言って、倍率とか大変な数字だったから、きつかったんだけどね・・・今より受験は難しかったよ。」

<予備校で>
英語講師「長文も昔と比べるとすごいレベルが上がったんだよね。昔の早慶の英語も今みたら、楽に感じるよ。そんだけ求められてるものが増えたんだろうね。」

数学講師「医学部の数学なんかも、昔はもう少し易しかった。理工系のが、全然難しかった。全体的に難化してる。」


どっちもなにか違和感あるんですけど、実際はどうなんでしょうか。
科目ごとの評価でも構いませんので、お聞かせください。

Aベストアンサー

僕もNO2さんに賛成ですね。
単純に大学がどんどん定員を増加し続けてるので入学が簡単になるのは当たり前です。

と言うか大学側のスタンスが「優秀層を採る」から「育てる」方にシフトしてる部分が大きいです。
大学の入試科はそれで採ってるのに、その考え方が大学全体に一体化無く、昔のスタンスで講義を進めようとする教授が多いのが問題ではないかと思います。組織の問題ですね。
要するに育てる能力が低い=無能だと言う事ですけれど。
例えば外国人学生はどんどん増えてますが、日本語で授業をしてスコアが悪いのをその学生の責任にするようなものです。英語なら理解できたかもしれないし、適切な語学サポートがあれば優秀だったのかもしれない。数学受験で入ってないのに、それも分かっておらず「数学の能力が低い」と言ってプンプン怒ってる。そういう先生は少なくないですね。

事実、東大入学レベルは上位0.8%ぐらいなんですけど、ハーバードは上位5%程度で入れます。
でも後者の方が圧倒的にレベルは高いですよね。
日本は多様な人材を採ってそこから育てて行こうって言う欧米型にシフトしてる印象を受けます。
プロ野球のスカウトと同じですね。
4番バッターばっかり採っても勝てないんですよ。
それで使えなかったら可哀相だけどこぼれていくだけだし。
いまの大学入試ってそういう感じですよ。


個人的に、試験自体は「受験地獄」と言われた80年代の第二次ベビーブームから90年代前半が最難関だったと思います。特に都市圏の私立は難関で日当駒船なんかでも浪人生があふれてました。
医学部も難関だったのですが、一気に難関化したのはバブル崩壊以後の1990年代中盤からですね。
今の医学部は医療費抑制が話題になる中で医師ブームも落ち着いたし、医学部定員はその時期の200%になろうとしてますから最難関の時期に比較すれば簡単にはなってます。まだまだムズかしいですけど90年代後半の医学部ってギャグみたいにムズかったですから。
薬学部などは90年代に乱立した為に易化がとても進んでますけどね。
バブル崩壊後はあらゆる業界が不況でリストラも進まなかった為に大手企業が0採用などを行いました。結果悲惨なものになりましたし、特に割を食ったのは事務や営業の担い手の文系職でした。
よって国立理系、公務員、医師などが手堅いと言うことで一気に難化しましたね。
親に聞いたら当時の公務員なんか「滑り止め」「コネばっかり」だったそうですから、今の時代とだいぶ違いますよ。


そういう「流れ」みたいなものはあると思いますよ。
日本ではマイナーですけどIIT(インド)や北京大(中国)は1000人に1人の秀才しか受からないと聞きます。じゃあ東大と比べてどっちが上か?って言うとランキング上は圧倒的に東大なんです。
人口が違うんですから国によって難易度が違うのは当たり前のことです。


今の大学の試験自体は易化してると思います。
一方で過去の人の映像インタビューを見てみるととてもレベルが低いですし、プレゼン能力は無いなと思います。
バブルだけでなく6,70年代も面接はほとんど「がんばります」で受かった時代だったと思われます。
英会話能力やネット関連の能力も相当低かったでしょう。求められてないし、機材も無かったですから。
1970年の大阪万博のガイドの英語を聞いてると相当酷いですからね。
でも当時は日本で最高峰の才媛で英語の得意な女子大生ばっかりだったと聞きます。
あれぐらい喋れる奴はいまの大学生では腐るほどいますからね。
要するに試験自体は易化してるけど、若い世代が特別あほなわけではないだろうと言うのが僕の意見です。
もし試験内容がプレゼンと英会話、ワードエクセルなどのIT系であれば、現代の若者の圧勝ですよ。

こういうのは気にしないでいいと思います。
また時代そのものより個人の努力や優秀性が大事だと思いますよ。
日本が文明開化する前後で英語やオランダ語を取得したのは漢文(中国語)素読を幼少期に行っていた武士の若者たちでした。
「生まれた時代が悪かった」なんて言わずに一生懸命に英語を勉強してたようですし、以後の世代の庶民なんかよりずっと立派な英語を使いました。
だから優秀な奴も無能な奴もどの世代も一定存在するんだと思います。

僕もNO2さんに賛成ですね。
単純に大学がどんどん定員を増加し続けてるので入学が簡単になるのは当たり前です。

と言うか大学側のスタンスが「優秀層を採る」から「育てる」方にシフトしてる部分が大きいです。
大学の入試科はそれで採ってるのに、その考え方が大学全体に一体化無く、昔のスタンスで講義を進めようとする教授が多いのが問題ではないかと思います。組織の問題ですね。
要するに育てる能力が低い=無能だと言う事ですけれど。
例えば外国人学生はどんどん増えてますが、日本語で授業をしてスコアが...続きを読む

Qホーキング放射でなぜブラックホールはエネルギーを失うのか?

物理素人です。

ホーキング放射は、ブラックホール事象の平面近くで対生成が生じた際、片方の粒子がブラックホールに落ち、もう片方が放射される(熱放射)、という理解をしています。この放射により、ブラックホールはエネルギーを失っていくと。

ここで生じる疑問が、なぜブラックホールの外に放射された熱が、ブラックホールのエネルギーとして放射されるのでしょうか?対生成はブラックホールのエネルギーで生じるのでしょうか?それとも、ブラックホールに落ちた粒子が負のエネルギー(あり得る?)として働くのでしょうか?

どなたかお詳しい方、どうかご教示お願いいたします。

Aベストアンサー

通常、エネルギーは正の値しか取れません。不確定性原理に反しない短い時間、真空からいわばエネルギーを借りて対生成が起き、対消滅によってエネルギーを返すわけです。それが、真空の安定性を保証し、勝手に物質が作られたり、消滅したりしないこの世の安定性を担保しています。

ブラックホールでは、事象の地平線で時間が止まり、時間方向の保存量であるエネルギーが、ブラックホール内でマイナスの値を取れるようになる。エネルギーがマイナスの値を取れれば、もはや対生成を起こすために真空から借りたエネルギーを返すために、地平線の外の物質と対消滅しなくても、エネルギー保存の法則が保たれる。結果、負のエネルギーにより、ブラックホール内部のエネルギーは減り、地平線外に残された粒子は正のエネルギーを得て、飛び出していく・・・。


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