宇宙（夜）は暗いのか？

Question

太陽が沈むと夜になって暗くなります。これは当然です。
私が疑問に思っているのは、人間の目の可視光線の波長のことです。
当然ですが、人間の目は可視光線しか見えません。

ところが宇宙はＸ線だのγ線だの赤外線だの、なんとか線だの、飛び交っています。
これは可視光線の範囲の波長ではないので、人間の目には見えません。
つまり夜でも実は宇宙は光だらけではないか、ということです。
人間の都合で暗いのではないかということです。

本によると宇宙が膨張しているから、夜は暗い、とされています。
この理屈が私の頭では理解できないので、わかるかた教えてください。

psytex · Accepted Answer

「宇宙が膨張しているから夜空は暗い」というのは、
「オルバースのパラドックス」を、ビッグバンが解決した、
という話です。

もし宇宙がどこまでも続いていても、「遠くほど星は暗くなるの
で夜空は暗い」と言えそうですが、星の明るさは、距離の二乗
に反比例して暗くなるところ、星の数は距離の二乗に比例して
増える（自分からの一定半径の球面内の星の数だから）ので、
「ある半径の球面」からの光量は一定になるのです。
それにより、宇宙の星の密度がどうであれ、どこまでも続いて
いれば、加算される一方なので、夜空は恒星の表面と同じ
輝きをしていなければならなくなるのです。

これは、星間物質で遮られても、その星間ガスが熱せられて
輻射を始めるので、パラドックスの解決にはならず、

１．宇宙の広がりは有限である。
２．宇宙の過去は無限ではない。
３．宇宙は膨張している（ドップラー効果で輻射が届かない）

のいづれか（ないしは複数）である証拠である、とされました。
オルバースがこのパラドックスを1823年に指摘してから100年後、
ハッブルによる宇宙膨張の発見により、この３つ共であることが
分かり、パラドックスは解決したのです。

bulldog-lima · Answer

考えたことがなかったので、調べてみました。

夜が暗いのは、137億年前のビッグバン後しばらくたってからの宇宙の姿であるらしい。 
ビッグバン後38万年までは、光は自由に動けなかったが、宇宙が拡大するとともに冷えていく過程で原子が生成され、光が自由に動けるようになった （宇宙の晴れ上がり） 。

夜空が明るく輝くためには、現実の宇宙のおよそ10兆倍の密度で星が存在しなければならないということらしい。

isa-98 · Answer

＞本によると宇宙が膨張しているから、夜は暗い、とされています。

私にも理解不能でした。
あながち間違いではありませんが、御指摘の通りで、間違いと言えば間違いです。

原因はバリオンが宇宙を構成する物質の４％程度である事です。
計算上では宇宙が光輝くにはバリオンの密度ρは１０兆倍は必要になります。

-Ken-Ken- · Answer

でも、その別の波長帯の電磁波も、発生源があって、それは点にしか見えないでしょう？

つまりこういうことです。
地上で昼間空が明るいのは、太陽からの可視光線が空気で乱反射しているからです。詳しくは「レイリー散乱」で調べてみるとよいでしょう。夜、星の光も散乱しているはずですが、散乱光が弱すぎるので暗く見えます。
宇宙が暗いのは、空気がないので光が散乱しないからです。
太陽そのものや、星は見えているでしょう？つまり、発生源からダイレクトに目に届く光は見えているのです。
別の波長帯の電磁波も同じことです。散乱する原因がないので、発生源からダイレクトに目に入ってきます。すると、仮にX線が見える目で見ても、そのX線は点にしか見えないのです。
だから、その様子は可視光でみているのと大して変わらないはずです。

宇宙背景放射は別ですよ。これは星のような発生源から出ている放射ではないので、この波長で見ると、宇宙全体が明るく輝いているように見えるでしょう。

膨張しているから暗い、というのは私は知りません。
なんという本ですか？私が不勉強なのかもしれないので、読んでみたいです。

Mokuzo100nenn · Answer

宇宙には夜と昼の区別はありません。
太陽の近くを公転している地球は、自転しているので夜と昼の区別ができます。
同様に恒星を中心に公転している惑星が自転していればその惑星の表面では夜と昼の区別があります。

さて、電磁波のなかの一部の周波数を可視光線と呼びますが、電磁波の発生源も多くは恒星です。
そして、恒星との距離が近ければその恒星からの電磁波が他の恒星からの電磁波や背景放射を圧倒しています。
したがって、恒星系で自転している惑星の住民からみれば、可視光線以外の電磁波にも夜と昼の強度差があると考えてよいでしょう。

ついでに観察にふさわしいのは夜か昼かと問われれば、観察対象が太陽（恒星系の主星）以外であれば、太陽の影になる夜の方が可視光線、その他の電磁波ともに観察しやすいと言えるでしょう。

＞本によると宇宙が膨張しているから、夜は暗い、とされています。
これは何かの勘違いと思います。書名を示していただければ、何を誤解されているのか分かるかもしれません、、、、。

宇宙（夜）は暗いのか？

「宇宙が膨張しているから夜空は暗い」というのは、

考えたことがなかったので、調べてみました。

＞本によると宇宙が膨張しているから、夜は暗い、とされています。

でも、その別の波長帯の電磁波も、発生源があって、それは点にしか見えないでしょう？

宇宙には夜と昼の区別はありません。

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