夜空が黒いのはなぜですか？ビッグバン・セオリー →

著者：Duan Yuechu、Huang Xianghong

晴れた夜に星空を見上げると、深い闇の中にきらめく星が見え、なぜ夜空は黒いのだろうと不思議に思います。天文学者であり科学コミュニケーターでもあるフィル・プラット氏がこの疑問を深く掘り下げます。

20 世紀以前、多くの天文学者は、宇宙は「時間と空間が無限であり、永遠に続く」と固く信じていました。彼らは、星は広大な宇宙に常に存在し、決して変わることのない永遠の守護者のようなものだと信じています。この仮定の下では、不可解な矛盾が静かに浮かび上がってきます。もし宇宙が本当に無限であるならば、どこを見ても、私たちの視界は最終的に星に収まるはずです。この場合、空は昼間と同じように、無限の星の光で照らされるはずです。しかし、現実はそうではなく、夜空はまだ暗いです。

1929年、エドウィン・ハッブルは科学界に衝撃を与える大きな発見をしました。彼は宇宙が静止しているのではなく、常に膨張していることを観察しました。この発見は、静かな湖に巨大な岩を落とすようなもので、これまでの認識を完全に打ち砕き、その後の数十年間にビッグバン理論が急速に発展する道を開いた。ビッグバン理論によれば、宇宙は壮大な爆発から誕生し、この偉大な始まりは約138億年前であると判明しました。これは、宇宙が永遠に存在していたのではなく、明確な始まりがあったことを意味します。

この新しい宇宙モデルでは、多くの要因が連携して夜空の暗さを形成します。宇宙の膨張は巨大な担架のようなもので、銀河間の距離は広がり続けています。また、光は伝播の過程で徐々に引き伸ばされ、エネルギーが継続的に失われ、いわゆる宇宙赤方偏移現象が発生し、遠くの星の光が極端に弱くなり、夜空全体を照らすことが難しくなります。同時に、星の寿命には限りがあり、燃料が尽きると死んでしまいます。時間が経つにつれて、光を発することができる星の数は徐々に減少し、宇宙の光も暗くなっていきます。私たちから遠く離れた星からの光は、長い旅の途中で地球に到達する前に、果てしない宇宙へと拡散しています。

夜空の暗さと宇宙が無限であるという仮定との間のこの矛盾は、オルバースのパラドックスと呼ばれています。これは、1823 年にこの問題を調査した論文を書いたドイツの天文学者オルバースにちなんで名付けられました。ただし、オルバースがこの問題について考えた最初の人物というわけではありません。 16 世紀初頭、イギリスの天文学者トーマス・ディッジスはこの問題に触れ、宇宙は無限であるかもしれないという考えを提唱しました。このパラドックスは、何世紀にもわたって天文学者を悩ませてきた謎のようなものです。

1848 年、ある有名なアメリカ人作家が論文の中で、一見合理的だが定量化されていない解決策を提案し、オルバースのパラドックスに新たな光を当てました。この筆者が誰なのかについては、フィル・プラット氏が記事の中にヒントを残し、読者が答えを見つけられるようにした。

この研究成果は天文学の分野において広範囲にわたる意義を持っています。それは科学者に宇宙の性質を再検討するよう促し、伝統的な概念の束縛を打ち破り、宇宙論の大きな飛躍を促した。より広い科学的視点から見ると、宇宙に対する人間の理解は進化の過程であり、あらゆる進歩は既存の認識の転覆を伴うということを深く認識させられます。ケルビン卿はこう言いました。「科学にはパラドックスは存在しない。それは単に我々の限られた理解から生じる想像上の矛盾に過ぎない。」宇宙の探究を続けると、かつて私たちを悩ませていた謎が一つずつ解明され、宇宙に対する理解は新たな高みに到達するでしょう。

この探索プロセスでは専門家が重要な役割を果たします。彼らは鋭い洞察力と厳格な科学的姿勢で、新たな証拠を発掘し、理論モデルを改良し続けています。ビッグバン理論の発展は多くの科学者の共同の努力の結果です。ハッブルの観測から、その後の無数の研究者による徹底的な分析まで、すべてのステップは人類の英知の結晶を体現しています。これらの専門家の研究は、夜空が暗い理由を理解するのに役立つだけでなく、宇宙の誕生と進化の壮大な姿を私たちに明らかにし、宇宙の謎を探求したいという私たちの尽きることのない情熱を刺激します。

参考文献:

夜空はなぜ暗いのでしょうか?ビッグバンに感謝しましょう |サイエンティフィック・アメリカン