宇宙の年齢の不思議

質問

宇宙の年齢は約１５０億年といわれ、地球の年齢は約４６億年といわれていますが、どうも腑に落ちません。

宇宙の年齢と地球の年齢があまりに近すぎると思うのです。人間でいえば150歳と46歳、地球からみて宇宙は曾祖父ていどです。地球が誕生した時点（太陽系が誕生した時点でもありますが）で、宇宙が１００億年程度しか経っていないというのが信じられません。せめて１０００億年くらいは経っていてもよいと思います。

例えば、太陽は現在４６億才、さらに今後、白色矮星になるまでに５０億年以上かかるといわれています。つまり、太陽ほどの質量の星であれば、星の寿命は約１００億年と予想されています。この仮説に基づけば、宇宙はまだ２世代目の半ばということになります。

宇宙には、数千億の銀河があり、一つ一つの銀河にはこれまた数千億の星が存在するといわれています。まだ２世代目に過ぎない宇宙にこれほど膨大な数の星が輝いていることが不思議でしかたありません。

宇宙はビックバンによって始まったようですが、最初は水素とヘリウムしか存在しなかったといわれています。超新星爆発などによって莫大なエネルギーが生み出され、その中で核融合が進んでヘリウムより重い元素が生み出されました。特に、金などの重い元素は、中性子星どうしの衝突によって生み出されるとの仮説があります。

地球一つを見ても金をはじめ、実に多様な元素からなっています。我々生命も炭素を中心に形成されています。このような多様な元素にあふれた惑星を誕生させるためには、それこそ膨大な回数の超新星爆発や中性子星どうしの衝突が必要であると思います。そのためには、星の誕生と死が少なくとも数十世代にわたって行われている必要があるのではないでしょうか。

もちろん赤色巨星の寿命は１０億年程度と予想されていますので、赤色巨星に限って言えば、太陽が生まれる前に１０世代近い星の誕生と死が繰り返されたと言うことはできますが・・、そもそも赤色巨星は星の中ではごく少数派であり、超新星爆発後に再び赤色巨星が誕生することは稀であると思います。従って、現在輝く星の多くは２～３世代目の星であると推定されます。

宇宙の年齢は、宇宙の膨張速度や宇宙背景放射などから計算されていると思いますが、この１５０億年という「答え」はかなりグレーな仮説なのではないでしょうか。

私は素人なのでよくわかりませんが、太陽系の誕生が４６億年前なら、直感的にいって、宇宙の誕生は少なくとも１０００億年前くらいにはなる気がしてなりません。

不思議なことに、このごく素朴な疑問（地球の年齢と宇宙の年齢が近すぎる？）について、明確に指摘している書物は皆無です。

私と同じような疑問を感じている方、あるいはこの疑問に明確に答えられる方、ご返答いただければ幸いです。

回答No.4

satoumasaru · ベストアンサー

＃２の方のおっしゃられていることがすべてですが

ついでに補足しますと、宇宙に最初にできた星は、水素、ヘリウム、ごくわずかのリチウムを含むだけで、それ以外の重元素をまったく含んでいません。現在のコンピュータシュミレーションによると太陽の５０～２００倍程度になるそうです。とんでもない巨星ですね。

これらの星は当然寿命が短かく、すぐに（といっても数万年のオーダーでしょうか）超新星爆発をおこして、それをもとに種族IIの星ができ、更にこの種族IIの星のうち巨大な星が超新星爆発等をおこして、太陽などの種族Iの星ができたそうですよ。＃２の方がおっしゃられているとおり、現在では太陽などは第３世代の星だと考えられています。ですから、約１００億年という太陽の寿命は長いように見えますが、ご先祖の星達が寿命が同じように長かったわけではありません。

ついでにいうと、宇宙が拡大していること、重元素が増え続けること等から考えると、宇宙の変化は同じことのくりかえしではなく、＃３様がおっしゃっておられるとおり非可逆的なものです。もし大統一理論が正しく、宇宙が永遠に続くとすれば、最後はすべての星がブラックホールとなり、ブラックホールもやがて蒸発し、陽子なども崩壊し、希薄な空間の中に、光子（といってもすでに電波）、電子、陽電子、ニュートリノのみが漂うという寒々しい宇宙になりますね。

お礼

当初の星の寿命が数万年というのは初耳でした。そんなに短命な星があるのですね。
勉強になりました。ありがとうございます。

回答No.7

Tacosan

種族III の星は重元素を持たないので, 水素燃焼段階では CNO サイクルがまわりません. つまり (より非効率的な) ppチェーンでしかエネルギーを発生できないので, 同じ質量であっても今の (種族I の) 星よりも寿命は長くなります. ちょっと手元の本を見てみたら, 質量にもよるけどだいたい 200～300万年くらい, って書かれてますね. ちなみに種族I の星だと, 大雑把にいって太陽より軽ければ ppチェーンが, 太陽より重ければ CNO サイクルが優勢だそうです.

回答No.6

aburakuni

宇宙の年齢は、ビッグバン後38万年時点の光景が、137億光年先に見る事が出来る事から推定されている筈です。つまり膨張宇宙の先端（地球の位置からの）が137億光年先にあり、それ以前に光速以上の空間膨張（相対性原理とは矛盾しない）があった為、それより前の光は地球に届かないという観測が根拠となっています。
現在の天の川銀河での恒星誕生は１年に十個程度とされており、膨張開始後にはもっと多くの恒星誕生があったと推測される事から、太陽の発生が早すぎると言う事でもないと思いますが・・・。

お礼

＞天の川銀河での恒星誕生は１年に十個程度

そんなに多くの星が誕生しているのですね。勉強になりました。

回答No.5

noname#58790

有機質の発生する最速時間を考えればまだ遅い方です。
それと、空間自体が小さいから。

回答No.3

execrable

太陽などが、人間などのように、１つの町で子供や孫を生み、世代交代をしながら引き継がれていくというアナロジーが宇宙にもあてはまるかどうか。
ひょっとしたら、この宇宙は1回こっきりの、メンバー入れ替えなしという性質が強いのかもしれません。
僕もまったくのしろうとですが、宇宙の最初の頃に、メンバーがたくさん生まれるような環境があり、そのあとは、そういう環境は二度と戻らないのかもしれません。

お礼

宇宙の歴史は人間の歴史とは異なり、花火のような一瞬の輝きということですね。

回答No.2

NAZ0001

直感で言われても困ります。
それぞれの数字は、直感ではなく観測事実に基づいて求められているものですから。その辺の勉強をされてからがよいかと。
そもそも。億年なんて時の流れを、本当に「直感」出来るのですか？。1万年前ですらあやふやなのに。

ついでに。
太陽は、その重元素の含有量から、第三世代と考えられています。もっとも、世代に明確な区切りはありませんので。区別するならの話ですが。
赤色巨星の定義を曖昧に使われているようですが。太陽の数十倍の質量の恒星の寿命は、1千万年あるかないかです。逆に小さい星は寿命が長いですので。宇宙創生期に生まれた星も大量に残っています。
ついでに。
今の宇宙年齢が1000億年だとしたら…恒星の元となる水素がかなり消費されつくして、ほとんどか暗くて寿命の長い星でしょう。銀河も赤く見えるはずです。

お礼

先ず、前提知識の補足訂正ありがとうございます。不勉強でした。

＞今の宇宙年齢が1000億年だとしたら…恒星の元となる水素がかなり消費されつくして、ほとんどか暗くて寿命の長い星でしょう。銀河も赤く見えるはずです。

なるほど。

徐々に星や銀河が生まれ、長い時間をかけて今の輝かしい宇宙が造られたわけではなく、数千億の銀河、それまた数千億の星々は、ビックバン直後（数十億年後）の同時期にいっきに誕生したのですね。

回答No.1

tasukete31

ハッブル定数で調べてみてください。