宇宙の果てを越してゆく銀河は地平線光速を超す？

質問

背景)宇宙の膨張が加速していることが判明しています。
　そして、宇宙の果てを超えてゆく最遠方の銀河の後退速度は、光速を超えて宇宙の地平線の彼方へ消えてゆくと日経サイエンスに書いていました。
　また、光速以上で宇宙の地平線を超えて行くことは相対性理論に反さず、ダークエネルギーによる空間の膨張のためであるとも記述されています。

疑問の本体）では、「宇宙船は光速を超えることができる」のか。
　自然が、空間を膨張させて遠方の銀河の見た目上の速度を光速以上にしているのであれば、進化した文明は空間を操作して実質的に超高速の宇宙船を作ることができるのではないか？
　空間が膨張するなら、収縮も可能と仮定すると、高度に発達した文明は宇宙船の前方の空間を収縮させ、後方の空間を膨張させ、乗組員には加速感を与えずに超光速で航行する宇宙船を実現できるのではないのか？

　上記のように考えると、長年のＳＦファンを悩ませてきた問題の一つへの解決策になるのかなと考えました。
　もっとも、前方の空間を物質に変換して収縮させて、超光速を行う宇宙船の概念は、すでに相当昔にソビエトのＳＦ作家が作っているので、二番煎じのようですが、とにかく実質上の超光速は実現できるのではないでしょうか。

　もっとも、仮定が最低３つはあります。
仮定１）空間は膨張と収縮することができる
仮定２）自然ができることは十分に発達した科学(でも魔法でも何でもよいのですが)で再現できる
仮定３）「十分に発達した科学」を達成できる文明が存在しうる、または、今後発生する可能性がある

＝以上です。ど素人の単純な考えですが、どなたか教えていただけませんか？

回答No.5

noname#175206

問題を切り分けましょう。

　まず宇宙の膨張による速度、よく後退速度と言われるものです。これを喩えで置き換えると、考えやすいよう1次元にすると、ゴムひもがいいかもしれません。
　1本のゴムひもの離れた2点に黒く目印して、ゴムひもをぐーっと引き延ばせば、目印した2点の距離は大きくなります。つまり、離れて行きます。

　ちなみに、これが無限に長いゴムひもであれば、いわゆる「開いた宇宙」ですし、輪ゴムなら「閉じた宇宙」と、まあ余談的に。

　この場合、目印した点自体は移動はしていないわけです。ただただ、空間（1次元なら長さですが）が広がって、離れて行くわけです。普通に言う速度とはちょっと違うものですね。ですので、速度といっても見かけ上の速度と言えばいいのでしょうか。

　そして離れ方の度合いがどんどん増して行きますが、空間の中を移動するわけではないので、光速度の上限はありません。ただ、世界最高速の通信や観測手段は光（電磁波）ですので、光速を超えた「後退速度」の物体（恒星等）かは見えなくなります。もちろん、相手からすれば、こちらが光速度を超えていて、見えなくなっています。

　もう一つは、いわゆる普通に速度と呼んでいるほうですね。光（電磁波）はいつも光速度でそれ以上にも以下にもなりませんし、我々のような普通の物体はどんなに強い力で加速しても、光速度には到達できません。

　では、1光年離れた所へは、1年以上かけなければ行けないのか。普通はそうなんですけど、技術的なことを無視すれば、理論的には可能性があるとされています。

　そのカギを握るのが、エキゾティックな物質とも呼ばれる、質量がマイナスの物質です。もちろん、未発見ですし、作る事もできていませんが、理論的にはあり得るとされています。念のためですが、反物質のことではありません。反物質とてプラスの質量です。

　普通のプラスの質量は、空間を引き延ばします。マイナスの質量であれば、逆に空間を縮めます。
　もし、離れた1光年の間に、ふんだんにマイナスの質量の物質をばら撒けば、1光年だった距離が収縮して1光年より短くなります。その間を行き来するのは、光速以下の速度としても、1年かけずに済ますこともできるわけです。
　まあ、準備段階のマイナスの質量をばら撒く時間は、まだ空間が収縮していないので、1年以上必要ですが。

　さらに、これにワームホールと呼ばれる、一種の近道があります。普通の空間に空いた虫食い穴で、出入り口が二つあって、対応しています。
　これが普通の空間で1光年離れた場所に出入り口があるとして、ワームホールを通ると、事実上距離がほとんどありません。ドラえもんのどこでもドアみたいなものです。

　ワームホールは、ミクロなものがあるとも言われていますし、ないけど作れるとも言われています。いずれにせよ、人間とか何かが通れるようにするには、マイナスの物質で大きな出入り口のワームホールを作らねばなりません。

　もしそうできたら、どんな離れた場所でもあっという間に行き来できることになります。ちなみに、そうなってワームホールの出入り口を動かせると、タイムマシン（タイムトンネルというべきか？）ができます。
　キップ・S・ソーンという物理学者が、ちゃんと理論的に、そういうタイムマシンがあり得ることを示しています。しかし、時間を遡れないと考えているホーキング博士は、「ワームホールが作れても、通ろうとした途端に、出入り口が潰れてしまう」と反対意見を述べているそうです。

回答No.4

aokisika

たとえば、空間を３０万分の１に収縮させて、３０万ｋｍの距離を１ｋｍにすることができたとします。この１ｋｍに収縮された空間を１０ｋｍ／ｓで通過すると、光速の１０倍の速さを達成したことになります。

しかし、空間が３０万分の１に収縮されているということは、その空間を通過しようとする宇宙船も３０万分の１に収縮されるため、全長３００ｍの宇宙船は長さ１ｍｍになってしまいます。
全長３００ｍの宇宙船が１０ｋｍ／ｓで飛ぶということは、全長の約３３倍の距離を１秒で通過するわけですから、全長１ｍｍの宇宙船はその長さの３３倍の３３ｍｍを１秒間で通過します。１０ｋｍを通過するためには３００万秒かかりますから、光速の３００万分の１の速度になってしまいます。

結局、空間を収縮させることができても、宇宙船がその空間を通ると、宇宙船も同じだけ収縮されてしまうので、役に立ちません。

回答No.3

noname#175120

不可能ではないそうですが、計算上は全宇宙中のエネルギー量を持ってしてもまだ足りないそうです。
エネルギー総量が足りないのですから、こればかりはどうしようも無いでしょうねぇ。

まあ移動できる距離は速度×時間ですから、速度が無理なら時間をかければ良いと言うこと。
こちらの方がまだ現実的であります。
一億年が一年程度の時間感覚の生物に取っては隣の恒星はそんなに遠くも無いのかも知れません。

回答No.2

k_kota

SFとしてなら何でも良いと思いますが、個人的には理屈が通ってるように見えません。
空間をねじ曲げるイメージなんでしょうけど、そういうイメージだけなら100年前でも出来ましたし、何か新しいところがあるのか？というと感じないですね。

物理で行けば、無理でしょう。
宇宙が膨張するのと、人工的に膨張させることができるのは別の話です。

回答No.1

noname#160321

専門家ではないですが、

１)可能、というか実際膨張してるし。
２)出来ない。そのために必要なエネルギーは調達不能。
３)人類には無理そう。多分絶対無理。