ビッグバンの名残がなぜ観測できますか？

質問

現在では宇宙の始まりについて「ビッグバン理論」が優勢なのは、小学生でも知っている通りです。

ところで、このビッグバン理論が証明される過程の中で、
ビッグバンが起こった頃の名残が観測されたと聞いています。
例えば、クエーサーなどの観測があります。

ところで、宇宙の星星を見るということは、
その離れた距離に応じて、過去の宇宙を見ることになります。
不思議なのですがビッグバンの名残が見えるということは、
ビッグバンの後少ししてからの名残だと思いますが、
それが今でも観測できるというのはどういうことでしょうか？

ビッグバンがある一点から始まり、
その後宇宙は広がったわけですが、
宇宙で最も早い速度は光速なので、
宇宙の広がるスピードも光速か、それよりも遅いはずです。
とすると、今現在の広がった状態で、
ビッグバンの名残が未だに見えるというのが理解できません。

宇宙の年齢が１５０億年だとすると、
ビッグバンの中心から見て、宇宙の広さはせいぜい半径１５０億光年となります。
我々がその半径のちょうど間、７５億光年の場所にいるとして、
宇宙の中心から７５億光年離れています。
名残(その頃の光)はとっくにその先に行っているはずと考えました。

分かりやすく教えて頂けると幸いです。
よろしくお願いします。

回答No.4

mickeyzz

http://ja.wikipedia.org/wiki/WMAP

不思議なのですがビッグバンの名残が見えるということは、
ビッグバンの後少ししてからの名残だと思いますが、
それが今でも観測できるというのはどういうことでしょうか？＞＞＞

質問者さんのおっしゃるように、インフレーション理論は、宇宙の最初の10^-35秒間に起りました。そのご発生したマイクロ波が現在でも残存していることが２人の科学者により発見され（この功績で後にノーベル賞受賞）、１９８９年にCOBE(Cosmic Back Ground Explorer)衛星をうちあげて精巧なマイクロフォンで全天を探査した結果、我々の宇宙が横長の楕円形をしており、マイクロウェーブの強さに揺らぎがあることが判明しました。このことによりビッグバンの名残が判明しました。

この事実をさらに精密に探索するため、２００１年にWMAP衛星がが打ち上げられられました。これにより宇宙マイクロ波背景放射の温度のかすかなばらつきを探測するためです。（上記のサイトにあるようにマイクロ波には温度があります。）

以上の二つの衛星の探索の結果相当正確なビッグバンの名残が判明しました。

宇宙の年齢が１５０億年だとすると、
ビッグバンの中心から見て、宇宙の広さはせいぜい半径１５０億光年となります。
我々がその半径のちょうど間、７５億光年の場所にいるとして、
宇宙の中心から７５億光年離れています。
名残(その頃の光)はとっくにその先に行っているはずと考えました＞＞＞

宇宙の年令は１３７億年（誤差：１％）ですが、精巧な天体望遠鏡や探査衛星で約
１２９億光年の先の天体まで探測されています。我々にはこの大昔の宇宙の状態しか見えないのです。光速に制限されますから。

宇宙が光速で拡大しているのなら、宇宙の大きさは１３７億光年（半径）の倍２７４億光年ですが、実際には現在９３０億光年の大きさであると言われています。
この意味は、宇宙が光速以上のスピード拡張しているわけです。
その理由としては、ダーク・エネルギー（宇宙の質量の７４％）ダーク・マター（
２２％）が反引力の働きをしているといわれています。

お礼

皆様ありがとうございました。

結論から言うと、私の中の質問の矛盾は解けませんでした。
・宇宙が光速以下のスピードで広がっているならビッグバンの名残は光速だから今では観測できない→すでに過ぎ去ったはず
・宇宙が光速以上のスピードで広がっているならビッグバンの名残は光速だから観測できない→我々に追いつけないはず

また機会を見て質問したいです。

補足

ありがとうございます。

分かったような分からないような・・

特に最後の、
＞宇宙が光速以上のスピード拡張しているわけです。
にも矛盾を感じます。

もし光速以上で宇宙の中心（ビッグバンの場所）から天の川銀河や地球が遠ざかっているなら、逆に光速の名残（マイクロ波？）が観測できるのがおかしいです。

光速以上のスピードで遠ざかる我々に光速の名残が追いつけないはずですから・・

何か勘違いがあるでしょうか？

回答No.3

srafp

> 宇宙の広がるスピードも光速か、それよりも遅いはずです。
それは単に現行の物理常識上における粒子の運動に対する制限速度であり、空間の膨張速度を制限するとはなっていない。
未確認でよければタキオン粒子は光速を超えた速度で運動をし、無限のエネルギーを与えない限り、光速にまで減速いたしません。

> ビッグバンが起こった頃の名残が観測されたと聞いています。
> 例えば、クエーサーなどの観測があります。
・宇宙の全方位で確認された宇宙背景放射が証拠では？
　http://spaceinfo.jaxa.jp/ja/cosmic_microwave_background_radiation.html
・クエーサー（準星）は遠方にある銀河系であり、非常に大きな赤方偏移を示す→地球から光速で遠ざかっている→観測されている宇宙は膨張している　となり、確かにビッグバン宇宙論の証拠として挙げることは有りますが、ビッグバンの残骸［名残］とはしないと思います。
http://wwwj.vsop.isas.ac.jp/yougo/k01_quasar.html
http://skyserver.sdss.org/edr/jp/proj/advanced/quasars/

補足

ありがとうございました。

ビッグバン理論は証明まで議論はありましたが随分前に出た理論だと思います。
まだアインシュタインが生きていた頃です。
タキオン粒子はよく知りませんが、それより新しいのではないでしょうか？
しかもまだ証明されてないんですよね・・？
もしタキオンという証明もされてないことがビッグバンの証明になるとは思えません。
ビッグバンによる膨張の名残が今現在でも観測できるということに対しても余り関係がないように思います。

クエーサーについては、私の言い方が悪かったのですが、
ようは、古い宇宙の名残が今現在観測できることが不思議なんです。
古い名残＝光？放射？＝光速
宇宙の膨張速度＝もし光速以上なら　→光速が追いつけないから観測不能なはず
宇宙の膨張速度＝もし光速より遅いなら　→光速の名残はとっくの昔に今いる地点を追い抜いていまさら観測できないはず
ということです。

回答No.2

Tacosan

「ビッグバンの名残」というと, 普通は CMBR (宇宙マイクロ波背景放射) でしょう. クエーサーはビッグバンよりもはるかに後 (現在に近い) のことです.
ついでにいうと
「宇宙で最も早い速度は光速なので、
宇宙の広がるスピードも光速か、それよりも遅いはずです」
の件も正しくありません. 「情報の伝わる速度」の上限は光速ですが, 情報が伝わらなくてもいいのであれば光速を超えることは可能です. 特に「宇宙が広がる」のは空間そのものが膨張するからであり, この場合には「光速」の縛りはありません... というか, 光速を超える膨張を考えないと宇宙の一様性が説明できず, そのために「インフレーション理論」が提案されています (インフレーション自身はビッグバンの前ですが).

補足

ありがとうございました。

クエーサーとは、初期宇宙に存在した若い銀河だとされています・・
ビッグバン直後ではありませんが、今よりも相当古い時代という意味でご理解下さい。

宇宙が光速を超える速度で膨張した(している)とすると、
膨張する前、あるいはした直後の情報が今現在伝わってくるのは矛盾していませんか？
（膨張する速度はどんどん速くなっているとどこかで読みました）
情報の速度は光速なわけですから、光速を超えて膨張し、どんどん離れる我々に追いつかないと思います。

ちなみにインフレーション理論は、宇宙の最初の10^-35秒間に起こったそうです。
ビッグバンの前ではないようですが・・

回答No.1

ennoozuno

仰っているのは、おそらくマイクロ波背景放射（輻射）とか、3K背景放射とか言われている物ではないかと。

>例えば、クエーサーなどの観測があります。
これは、ちょっと違う・・・・・

補足

ありがとうございました。

クエーサーとは、初期宇宙に存在した若い銀河だとされています・・

つまり、クエーサーが観測できたというのは、
若い頃の宇宙が観測できた、ということですよね？

宇宙の広がるスピードが光速以上にしろ　→広がる速度に観測した光?が追いつかない
光速より遅いにしろ　→観測した光?はとっくに過ぎ去っているはず
矛盾があるように思います。