宇宙の膨張が加速している件

質問

宇宙の膨張速度が、加速加速していると聞いたのですが。
調べてみても、遠くの銀河ほど速く遠ざかる、とか書いてあって
よく分かりません。

加速、減速に係わらず膨張していれば、遠くの銀河ほど
速く遠ざかると思います。

詳しい方教えて下さい

回答No.6

Kunfu · ベストアンサー

No.３＆５です。

ご理解が進んだようですね。

ちょっと気になるのは、
＞光の波長が伸ばされるので・・・あれ、・・・同じように暗くなる気がしてきました。
波には、波長と振幅があります。
波長が伸びるのが赤方偏移で、振幅が小さくなるのが暗くなるということです。
波長が伸びるのは暗くなるのではありません。そこがチョット誤解されています。
もう、ほとんど正しくご理解されているものと思います。

しかし、回答者の方でも「宇宙膨張の加速」を知らない方がいるようで驚きました。
１９９８年の観測データからわかったといえども、データの解析とその解釈に時間がかかっています。
だから一般に知られるようになったのは、つい最近のこと。
そう思えば「宇宙膨張の加速」を聞いたことがない方がほとんどだと思います。
最初の回答で「よくご存知ですね」と書いたのもそんなわけです。
ご参考までにお示しした文献を図書館でご覧になるとよろしいと思います。

私がうろ覚えだった「宇宙膨張の加速」は５０億年前からだったようですね。
私も記憶の修正ができました。ありがとうございます。

お礼

追加の回答ありがとうございます。

成る程、やはり加速時と減速時の観測のされ方に違いが出るのですね。

やっと納得できました。

本当にありがとうございました。

回答No.5

Kunfu

No.３です。

「Ia型超新星」でググってみたら、ビンゴでした。
東京大学のホームページに「宇宙膨張の加速」という項目がありました。
だいたい先ほどの説明と内容は同じでした。
追加で報告させてもらいます。
http://www.c.u-tokyo.ac.jp/scholar/09.html

お礼

回答ありがとうございます。

成る程、どのIa型超新星の明るさも、
殆ど同じなので赤方偏移（波長の伸び方）
に対して明るさを比べることによって膨張速度を
割り出したのですね。

光が地球に届くまでの間にも膨張速度が変わっているので
加速の場合と減速の場合の見え方の違いまで分かればよかったのですが。

例えば減速の場合、1億光年先のIa型超新星の周りの空間は、1億年前の膨張速度で広がっていて、5千万光年先のIa型超新星の周りの空間は5千万年前の速度で広がっているので1億光年先のIa型超新星は5千万光年先のIa型超新星よりも、速く遠ざかるので赤方偏移に対して暗くなるのでしょうか。

加速の場合、1億光年先のIa型超新星は、5千万光年先のIa型超新星よりも
ゆっくり広がっていますが、空間が加速膨張している中を光が通ってくるので・・・光が近づくまでに距離と光の波長が伸ばされるので・・・あれ、・・・同じように暗くなる気がしてきました。

まだ考えはまとまりませんが、ここまで考えることができました。

回答No.4

雪中庵（@psytex）

それは、加速されているという話ではなく、全宇宙の物質の
重力から考えられる膨張速度の減速より小さい＝何らかの
加速がなされている、という観測結果の事です。

「遠くの銀河ほど速く遠ざかる」というのは当然の事で、
本来なら、ビッグバンの勢いで飛散したのであれば、重力に
よって減速されるところ、その減速の割合いが小さいのです。
さらに、光速で飛散したのであれば、その距離は宇宙年齢T
×光速ｃになり、実際、T・ｃ＝137億光年彼方のビッグバン
当時の輻射が、後退速度によるドップラー効果により絶対温度
2.7度に間延びして観察されています・・・・が、本来、先述の
ように減速しているならば、飛散の先端はT・ｃより近くなって、
「ビッグバン当時の輻射」は観察されなくなるはずなのです。

そうした矛盾に対し、「ビッグバン当初は超光速で広がった」
といったインフレーション宇宙論などの修正主義的な説が出
されましたが、最初に触れたように「重力による減速が相殺
されている」ならば、そんな無理をする必要もなくなります。

全ての存在は、量子的な不確定性に基づいており、無限に
詰め込むと存在確率の山が平らになり、無と等しくなります。
この「絶対無＝不確定性無限」において、その無限の闇に、
認識体の仮定断面の運動（プランク定数hの収束の時系列化）を
想定すれば、相対的に無の風は光になり、認識体はその光の向うに
自我仮説の補完としての時空仮説＝宇宙を認識するのです。

我々は「過去は既に終わっている」「未来はまだ来ていない」ので、
「存在するのは現在」と考えますが、空間の遅延作用において、
真の『現在』とは、認識体の感受表面での量子相互作用（光速）のみ
であり、その経験（過去＝超光速）による予測（未来＝光速下）として
時空的広がりは発生しているのです。
無の不確定性無限の潜在としての、「自我仮説性」の相補としての
「時空仮説性」。

「自我仮説」が、宇宙膨張＝光速の低下＝物体収縮＝不確定性(h)の
収束における、hの減少の時系列化である時、それが架空の時間軸
となって、空間的確定性としての無限不確定的空間性が、超光速
（過去=経験=時間）と光速下（未来=予測=空間）に相補分化する
受け皿となり、同一軸の延長が仮説的に直交基底をなす事によって
相補的不確定性を生じ、経験による予測=現象表面的定性化における
有限的存在（=非光速）を幻出しているのです。
つまり、「現在から過去と未来が対発生」しているならば、時間の経過
＝過去の増大に伴って、未来（予測）としての空間的広がりも増大
＝膨張するのも必然だと言えます。
その場合、宇宙の半径が常にT・ｃであるように、重力による減速は
相殺されるのです。

お礼

回答ありがとうございます。
宇宙の膨張の重力による減速は、
相殺されているので＝加速ということですね。

量子論については勉強してみます。

回答No.3

Kunfu

よくご存知ですね。
宇宙が膨張しているから、遠くの銀河ほど速く遠ざかります。
ただ、加速しているというのは、その膨張率がさらに大きくなっていることがわかったということです。

宇宙の膨張は重力によってブレーキがかかると思われていました。
ところが１９９８年、遠い宇宙にある「Ia型超新星」の観測によってブレーキがかかるどころか、加速していることがわかりました。
「Ia型超新星」とは、白色矮星に近くの恒星からのガスが降り積もって限界質量に達すると爆発する現象です。
この限界質量が決まっているため、本当の明るさがわかっています。
したがって、明るさを観測すれば距離が正確にわかるのです。

そこで、遠い「Ia型超新星」の赤方偏移の割合は、遠い過去の宇宙の膨張率がわかります。
それを比較的近い「Ia型超新星」の赤方偏移の２つをアメリカとオーストラリアの国際チームで比較した結果、宇宙の膨張が加速している事実が明らかになりました。
（参考：Newton 2008.7）

ここから先はうろ覚えなんで、出典は明らかでありません。
たしか３０億年くらい前に加速し始めたと記憶しています。
どっちにしても発見されたのが新しいので、新しい文献を調べないと出ていないと思います。
「Ia型超新星」で調べると出てくるかもしれません。

回答No.2

pasocom

さて、「宇宙の膨張速度が、加速していると聞いた。」とのことですが、本当に宇宙の膨張は加速しているでしょうか。
「加速している（スピードが上がっている）」ということは、ある時点でスピードを観測し、一定時間後に再度観測して、前の値よりも大きいことが観測できなければ「加速している」とはいえませんね。
しかし、今の人間の文明の長さでの時間などというのは宇宙の歴史の中では一瞬にすぎないほど短い時間です。この時間の中で2つの観測結果を見比べて結論が出せるでしょうか。無理ですね。少なくとも現在の科学では不可能です。
現在、宇宙は膨張していることは観測結果から明白です。そしてお見込みのように「膨張していれば、遠くの銀河ほど速く遠ざかる」というのもスペクトル観測の「赤方偏移」から証明されているところです。
WIKIPEDIA引用
「アメリカ合衆国の天文学者エドウィン・ハッブルは様々な銀河までの距離とその銀河のスペクトルを調べ、ほとんど全ての銀河のスペクトルに赤方偏移が見られること、赤方偏移の量は遠方の銀河ほど大きいことを経験を生かして発見した。」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B5%A4%E6%96%B9%E5%81%8F%E7%A7%BB

そして、未だに仮説理論にすぎませんが、宇宙の膨張は減速するかも知れないし、しないかも知れない、と言われています。（加速するという説は聞いたことないです。）
減速する理由は、宇宙の総質量が一定以上あった場合には、その引力が引き合い、宇宙の膨張する力を下げてやがて逆転して、宇宙は収縮に向かう。その結末は「ビッグ・クランチ」と呼ばれる宇宙の終焉です。
また物質が一定量以下であれば、宇宙の膨張を止めるには及ばず、宇宙は限りなく膨張し、やがて薄まってしまう。という結末です。
従って、宇宙の未来がどうなるかは宇宙に存在する総物質量が大きなカギになるわけです。そこで現在観測し推論される物質量だと、どうも宇宙の膨張を止めるほどの引力にはならなそうだと。しかし、一方宇宙には観測に引っかからない物質（ダークマター）が沢山あり、この質量を考慮すれば宇宙の膨張も止まる、とか。
#1様がご提示したような「ダークエネルギー」とは、この「ダークマター」が未だに不明であるために、それでは宇宙の膨張を継続させているのは何か、と考えたときに仮説的に考え出されたエネルギーに過ぎません。現在、そのような反発力をもったエネルギーなどというのはどこでも発見も実証もされていないでしょう。
光が真空中を伝わることが理解できなかった大昔に、宇宙の中を満たしていると信じられた（ひねり出された）「エーテル」という仮想物質と同じようなものです。

お礼

回答ありがとうございます。
とても理解し易い内容でした。

確かに二度同じ銀河を時間をずらして、
観測しないと分かりませんね。

回答No.1

sanori

こんにちは。

「ダークエネルギー」で調べます。
「ダークマター」（暗黒物質）と名前が似ていますが違いますので、ご注意を。
ダークマターは引力ですが、ダークエネルギーは斥力です。
http://www.google.co.jp/search?hl=ja&source=hp&biw=1232&bih=728&q=%22%E3%83%80%E3%83%BC%E3%82%AF%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%22+%E8%86%A8%E5%BC%B5%E3%80%80%E5%8A%A0%E9%80%9F&aq=f&aqi=&aql=&oq=

小松英一郎テキサス大学教授が、ダークエネルギーが宇宙の中に占めるすべてのエネルギーのうちの７割以上を占めることを示し、その論文は２００９年に自然科学の世界のあらゆる論文の中で最も引用された論文となりました。

お礼

回答ありがとうございます。
ダークエネルギーなるものが7割以上もあり
それが膨張を加速させているのですね。