ハッブル宇宙望遠鏡の事を考えていて、3つの疑問が浮かびました。まずはそ

ハッブル宇宙望遠鏡の事を考えていて、3つの疑問が浮かびました。まずはその前提として、ハッブルはかなり初期の宇宙（１２０億年程前）の姿を映した、という事になっていますよね。

（1）その撮影をする際、近くに邪魔な星が無い方向ならどこでも過去の宇宙が見えるのは何故でしょう。その星と地球の間の空間が膨張している状況でも、相対的な光の速度は一定なわけですから、仮に地球（のある座標）がビッグバン直後に宇宙の中心付近にあったとしても、当時周辺にあった"できたての小さな宇宙"が放った光がどの方向からでも120億年以上かけて到達するというのはある種の矛盾した現象ではないですか？
　つまり、空間の伸縮で光の速度が一定であることを証明しようと考える場合に「空間の方向軸」と「長い時間軸」を考慮すると矛盾が生じませんか？（その光が絶対に地球に到達しないか、宇宙の初期段階で追い抜かれてしまうか、一定の方向にだけ到達するか、のいずれかになるような・・・）
（2）逆に、上記の状況が可能なほど歪んだ膨張の仕方を仮定した場合に（それ自体がかなり不自然のような気がしますが）今度は過去のある一瞬の光だけが見えているのが不思議ではないですか？つまり、長い時間軸の光が同時に到達してしまいせんか？
（3）それらを総括して、長い長い宇宙の膨張の歴史を考える場合に「空間（の中でも方向）」「時間」「光」の概念はどのように考えれば良いのでしょうか？

気になって眠れません。どうか、素人にも分かりやすいよう説明していただけませんか。

No.2 回答者： psytex 回答日時： 2010/09/24 17:11

120億光年彼方の天体は、光速に近い速度で後退しています。

相対性理論において、単にドップラー効果による赤方変移だけ
でなく、その天体の時間も遅くなります。
観察者から半径137億光年の球面は、3度Kの輻射＝間延びした
ビッグバン当時の輻射を放っていますが、それは“いまだに
放っている”のではなく、137億光年彼方は、137億年前の姿
であり、またその光速に近い後退速度でほぼ時間停止している
からでもあります。

「小さな宇宙の時の近くの光が、120億年以上かけて届いた」
のではなく、「近く」から120億光年先まで吹っ飛ぶ間、
時間がほぼ停止していたから、ずっと同じ姿の光を放つ事が
できたのです。

この回答への補足

そこまでは理解しているつもりです。
もちろん、これが５０億年前というなら確率的に納得できます。ビッグバンが137億年前という前提になっていて、空間の膨張は加速しているわけですから、120億年前の星の姿が全方向から同時に観測できることに対して、疑問を感じませんか？

要するに、1.光速の理論、2.（長い時間軸での）時間、3.宇宙の大きさ、4.宇宙の膨張の加速、5.方向（測定者からみた）を全て説明しようとすると、いずれかが破綻しませんか？

補足日時：2010/09/24 22:43

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2010/09/24 10:21

(1)未確定の話として現在も「空間」が「光速度」以上で拡大しているという仮説があります。

特殊相対論は空間の伸長に関しては何も教えてくれませんから、遠くの星が光速度以上で遠ざかる可能性があるという「仮説」は生きています。
これがあなたのおっしゃる「空間の伸縮」だと思いますが、「空間の方向軸」と「長い時間軸」の意味が分かりません。補足して下さい。
また空間がそんな事をしなくても、ドップラー効果により遠ざかる星からの光の波長は長くなりますのでそれが超超長波位になると観測出来ません。地上の電波天文台でパラボラアンテナを縦横に並べて巨大なアンテナの代わりをさせたり、地球の反対側の電波天文台と情報を交換して遠くを見るのはこのためだと私は思っています。これでもある一定以上遠い星は「見えません」宇宙の地平の議論の一つはここにあります。
(2)「過去のある一瞬だけの光」の意味が分かりません。一瞬だけの光は一瞬だけしか観測出来ないからです。補足説明して下さい。
(3)私の能力を超えます。

この回答への補足

宇宙の膨張で遠くの星が光速度以上で遠ざかるように見えても、それは空間が
膨張した見かけ上の速度ではないかと思います。

今回の質問はそういった次元の質問ではありません。自分でも矛盾の原因を
はっきりと提示できておらず本当に申し訳ないです。あちら立てればこちら
立たず、、、のようになって、いくつも矛盾が生じてしまいます。
いずれかの現実（や、そう思えるもの）や理論（や、当然とされている考え）を
無視すればＯＫなのに、という感じでして、、どうも腑に落ちないのです。

自分でももう少し勉強してみます。

補足日時：2010/09/24 23:56