宇宙最初の星の光？

質問

どなたか↓このニュースについて解説くださいませんでしょうか？
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20051103-00000011-kyodo-soci
特に、その光が宇宙誕生直後のものであると何故解るの？あたりをお願いします。
背景放射とは違うものなのでしょうか？
興味はあるのですが私の頭では理解というか想像も不能です(^^;

回答No.1

Scull · ベストアンサー

断言できませんけど、「距離を算出した」のではないでしょうか?光は一年で1光年進みますから、約137億光年先の光を検知したのであれば、その光は約137億年前に生まれたはずですよね。

背景放射の場合は「特に方向を限らずに測定された電磁波」ですから距離の測りようがありません。

お礼

ご回答を有難うございます。
その距離は、どうやって算出したんでしょうね？(笑)

回答No.2

sgomu

あくまで私の推測ですが、おそらく水素原子の吸収スペクトルが137億年分赤方偏移したものが観測されたということだと思います。
まず、宇宙誕生直後というのは、ビックバン理論を受け入れるとすると、宇宙が晴れ上がり水素原子が形成されたころということになります。したがってそのころにできる星を構成する成分は水素原子がほとんどであり、中心部で核融合によってヘリウム原子が作られていくはずです。
この星も太陽と同じように紫外線やＸ線を含む白色光を放つと考えられるわけですが、星の中から光が出てくる間に、ある特定の波長の光が水素原子に吸収されます。もちろん時には放出もされますが。そのため、星から来る光のスペクトルを測定すると、いくつかの特定の波長で暗線が観測されます。太陽の場合にフラウンホーファー線と呼ばれているものと同じようなものです。
観測する星が相対的に静止していれば、水素原子の吸収スペクトルは常に同じ波長で観測されるため、逆に吸収されるべきいくつかの波長で吸収が起こっていれば、水素原子が存在することの証拠になります。
ところが、ビックバン理論によれば宇宙は膨張しているため、観測する星との距離はどんどん遠ざかっています。遠ざかる星から来る光は、ドップラー効果で波長が長くなります（赤方偏移）。また、遠くにある星ほど遠ざかる速さが速く、その星から来る光は波長がより長くなって観測されます。
宇宙最初の星はものすごく遠くにあり、ものすごい勢いで遠ざかっているため、紫外線やＸ線の領域で観測されていた水素原子の吸収スペクトルは赤方偏移し、可視領域を通り越して赤外領域で観測されるようになります。しかし、そのスペクトルはドップラー効果の式から理論的に予言できるため、たとえば137億光年離れた星からの、赤外領域まで赤方偏移した水素原子の吸収スペクトルがどのようなものかは理論的に知ることができます。
今回の発表は、赤外領域で宇宙から来る光を観測していたら、狙っていたかどうかは分からないけれども水素原子の吸収スペクトルと考えられる暗線パターンが見つかり、そのシフトから星までの距離を計算したら137億光年と算出されたということだと思います。

お礼

ご回答を有難うございます。
なるほど！水素原子の吸収スペクトルと赤方偏移ですね。
詳細は相変わらず理解できませんが(^^;
私には充分納得できるお答えでスッキリしました(笑)