真空の力？加速膨張している宇宙・・・

質問

先日のＮＨＫスペシャル「宇宙・未知への大紀行(8)」におきまして，超新星を使って宇宙の膨張速度の計測をした所，現在の膨張速度は加速しているとの結果を聞き，とても驚きました。それにはどうやら＜真空の力＞と言う物が関係しているらしいのですが，加速膨張していると言う事はいつ頃解った話なのですか？。
　またこのまま加速を続けると宇宙の銀河はそれぞれが孤立してしまうと言う話をしていたのですが，私のこれまでの認識では局所的には銀河同士は引き合って，超銀河団を形成すると思っていたのですが，真空の力の発見によってそれもなしになってしまうのでしょうか？。
　一つの銀河の内部同士の星は真空の力によって引き離されたりはしないのですよね？。
　私たちの銀河が孤立するのはどのぐらい先の話しですか？。孤立する前に出来るだけ多くの物質を私たちの周りに集めておかなくてはいけないのでしょうか？＠＠。
　また最後にはブラックホールさえも消えてなくなり，真空の力だけが作用して永遠に膨張を続ける何もない空間だけが残ると言っていたのですが，なんかとても寂しいです！！；；。（わたしの主観はどうでもいいか＾＾；）

回答No.3

starflora · ベストアンサー

超新星を使って宇宙の膨張速度をと言いますが、宇宙の膨張は、天体スペクトルの赤色偏位の解釈として出てきているもので、赤色偏位は、何十億光年先という場合は、古くから超新星爆発を使って観測していたはずです（ケフェウス型変光星で計れる宇宙距離は限界があるので、超新星を使うのです）。

　　それはとまれ、従来の赤色偏位をより正確に測定してみると、偏位の程度が、距離に比例せず、遠方に行くに連れ比例より、大きい方にグラフの線が出てきたということでしょう。これについては、クエーサーが銀河のなかの天体か、銀河の外の天体かという問題の時にも議論がありましたし、赤色偏位を「宇宙膨張」の証拠と見るかどうかという議論の時にも、どうであるだろうか、という意見がありました。

　　つまり、赤色偏位をドップラー効果だと考えると、加速膨張しているという考えになるのですが、過去にも議論されたように、赤色偏位は、ドップラー効果以外の理由で起こっているという考えもあるのです。

　　基本的に、この当たりの宇宙物理学の話は非常に仮説部分が多く、宇宙のありようを説明するには、まだまだ多数の未知のファクターというものがあるはずで、またその探求が、どこまで調べたから、これで十分ということもなく、とりあえず、こういう理論があり、こういう観察結果があり、従来の理論では説明できないので、新しい仮説理論を立ててみたという話です。

　　「真空の力」はある意味、安易な逃げだとも言えるのです。遠方に行くほど、赤色偏位が従来考えられているより大きい観察が得られた→宇宙は加速膨張している→その加速膨張のエネルギー源は何か？→未知の力が、膨張を加速させているのである→この力を「真空の力」と名付けよう、あるいは「真空から力が出ているとしか思えない」。

　　遠方に行くほど、スペクトルの赤方偏位が大きくなっているというのは、何が理由なのか、解釈しようとすれば、もっと色々な可能性が考えられるし、仮説理論も立てられるはずです。また、もっと観測精度があがったり、別の観測データが得られるようになると、違った事実の面が見えて来る可能性があります。また、素粒子物理学や宇宙物理学のマクロ理論で、進展が起これば、別の解釈の可能性が開かれてきます。

　　いまの段階で、ある仮説理論を紹介するのは無論それで構いませんが、そのような仮説理論は、今後もっと吟味されるし、検証を受けねばならず、更に現代の水準では分からないことが将来は、別の形で分かることもあるのです。宇宙物理学で、新事実が発見されるとか、新理論が提唱されたというのは、人間の科学探究の歴史の話で、人間がある理論を造ったから、宇宙がその理論のように急に変化する訳ではないのです。

　　超銀河団は、銀河が引力で引き合って集まってできたものではないはずです。どうなっているのか、今後また変わるかも知れませんが、宇宙の誕生の初期の状態から、超銀河団の起源を考えるのが、現在の理論仮説だったと思います。

　　ビッグバンにしても、なかったと考えても、現在の色々な観測事実を説明できるという考えもあったと思います。まだまだ未知のことが多いというか、分からない、未知のことばかりだと言ってよいのが宇宙物理学の世界です。

　　貴方はご存じないのかも知れませんが、「宇宙の熱死」という概念というか、宇宙の運命がまじめに考えられていた時代があります。これは熱力学の法則から必然的に出てくる宇宙の未来で、一度拡散したエネルギーは、もう一度集まることはない、つまり、エントロピーは増大しつつあるという事実を元にすると、やがて宇宙のエネルギーの局所偏在は、平らに均され、もはや熱エネルギーの移動もなければ光のエネルギーもなく、暗黒の宇宙に、暗黒の塵があり、どこまで行っても、暗闇と動きのまったくない、静止し死んだ宇宙が残り、これが宇宙の将来の究極の姿だというものです。

　　しかし、こんな穏やか場が宇宙ではなさそうだということが分かって来た訳です。何もない処からエネルギーが出てくるだけではなく、質量のインフレーション創生とか、色々と常識はずれのことが本当のように思えてきて、また、そういう考えをしないと、観測事実が説明できないというようなことにもなったのです。

　　宇宙論は、どんな理論が今後でてくるか、予想もつきません。新しい理論が発表されるごとに、別にそれまでの宇宙が変身する訳ではないのです。

　　少なくとも、わたしたちが死に去った後、わたしたちや、この地球を構成していた原子が、何十億年、何百億年未来には、何億光年の宇宙にばらばらにばらまかれるのは、寂しいとか、はかないとか、言っても、何が寂しく何がはかないかも、もはや人間の尺度を超えたレヴェルの話です。

　　この何十億光年の宇宙のなかで、まだ地球以外に知的生命がどこにもいないというか、見つかっていないということの方が、もっと何か寂しいことではないでしょうか。また、存在していたら存在したらで、彼等から見て我々人類は猿のようであるとか、または、何かとんでもない違いがあって、唖然とするとか、まだまだ、宇宙は、人類の寿命を超えて、無限に驚くべき姿を隠していると言えるでしょう。

　　「真空の力」そのものが、そんなにかっことした話ではないということが基本にあるでしょう。

回答No.4

noname#110287

そのNHKの番組は残念ながら見ていないです。

>加速膨張していると言う事はいつ頃解った話なのですか?

最初に、Ia型超新星の観測結果が出たのが98年。データの精度はそんなに高いものではありませんでしたが、2つの観測グループが「独立に」同じ結果を出したことで、観測の信憑性に繋がっています。それ以前にもこのことを指摘したグループはいたのですが、如何せん観測の精度が悪かったので、何も確かなことが言えませんでした。科学技術の発展のお陰ですね。

>局所的には銀河同士は引き合って，超銀河団を形成すると思っていたのですが，真空の力の発見によってそれもなしになってしまうのでしょうか?

そうです。「真空のエネルギー」は全ての物質に対して普遍的に働く力で、銀河団がお互いに引き合う「重力相互作用」よりも遥かに強いのです。

>一つの銀河の内部同士の星は真空の力によって引き離されたりはしないのですよね?

いえ、引き離されます。しかし殆どの場合、完全に引き離されるよりも早く、その銀河の寿命が終わってしまうと考えられてます。

いま我々は、この「真空エネルギー」の正体が一体何なのかを突き止める必要に迫られています。物理学でも最重要課題に位置する問題です。恐らく、この正体が明らかになることで、かつてアインシュタインがやったような新しい世界観が齎されることを期待してます。

回答No.2

noname#1499

＞また最後にはブラックホールさえも消えてなくなり，真空の力だけが作用して永遠に膨張を続ける何もない空間だけが残ると言っていたのですが，なんかとても寂しいです！！；；。（わたしの主観はどうでもいいか＾＾；）

確かに寂しいですね。。。ブラックホールの蒸発理論はかなり前にスティーブン・ホーキングによって提唱されています。この理論が正しければそうなんでしょうね。

＞またこのまま加速を続けると宇宙の銀河はそれぞれが孤立してしまうと言う話をしていたのですが，私のこれまでの認識では局所的には銀河同士は引き合って，超銀河団を形成すると思っていたのですが，真空の力の発見によってそれもなしになってしまうのでしょうか？。
＞一つの銀河の内部同士の星は真空の力によって引き離されたりはしないのですよね？。

逆にいうと、重力は距離が遠方になればなるほど弱い力であるということがどうやら話の本質のようです。（ 局所的には、例えば隣のアンドロメダ銀河とは近い将来衝突すると光のドップラーシフトから言えますが。より遠方の銀河に対しては重力は弱いので引き離される加速の方が恐らく勝っているのでしょう。）

最近の宇宙論には疎いのでよく分かりませんが、加速膨張しつづける宇宙を例えるなら、夕日に映った人の影のようなものかも知れませんね。どんどん伸びてしまいに無限大まで伸びて無くなる。しかし、影の部分（重力、電磁・強弱力が働く射影された４次元空間）は実際のところ本質ではなくて一部であり、影を生み出す人と物の存在（より高次元な実体：真空）がより物事の本質であるというこのなのでしょうか？

えー、よく分からなくなってきました。。。回答にあらず、スミマセン。

回答No.1

kasuga

ＮＨＫスペシャルでは、真空の力と訳されていたようですが、vacant power というようですので、なにもない力
というようですね。
１９７８年に計測結果から予想され、確認作業をしてきたようです。
引力のように、お互いの距離が近いときは意識せず。
スケールが大きくなると、無視できない力ですので。

すでに、現在引き合っていることが確認されている
銀河団などはそのまま引き合いますが。

局所的に集まっている物質同士の距離は開いていきます。

孤立するのは、宇宙が生成されてから現在よりも遠い将来
とのことで、計算されつくしていないです。

主観については、現在の科学ではそこまでしかわからない
というだけで、また宇宙の誕生みたいに突然、物質がふきだすかもしれないし。なにかあると期待しましょう。

しかし、知性といいますか、探求心といいましょうか
それ自体は、エネルギーでも物質でもないものが
宇宙を変化させる可能性もありますねえ。
事実、人類は地球をかなり変化させてますし、あなたも
銀河系のまわりに、物質を集めたいなどどおっしゃてます。案外、真空の力に打ち勝つのは、知性体の意識だったりして・・