望遠鏡を通して天の川の過去を見ることはできるのでしょうか？

ここで言及されている光時間と時間の等価性は厳密な科学用語ではなく、時空通信の科学的理解です。

科学的な常識に厳密に沿うのは、光の速度と時間は正比例関係にあり、光の速度と時間を掛けたものが距離に等しいということです。

この理解には以下の控除が含まれます。

光の速度は宇宙で最も速い速度です。真空中の光の速度の正確な値は毎秒299,792,458メートルであり、毎秒300,000キロメートルが一般的に使用されています。人間の目で見るあらゆる物体は、網膜に伝わる光に依存しています。これらの光には、光源からの光だけでなく、反射光、屈折光、回折光、散乱光も含まれます。どんな光であっても、その速度は秒速約30万キロメートルです。

さまざまな光が物体そのものの姿を描き出し、それを光の速さで人の網膜に伝えることで、私たちはその物体を見ることができるのです。したがって、物体が遠いほど、伝播するのに時間がかかります。距離が短いほど、伝播時間は短くなります。これを私は光時間等価と呼んでいます。

私たちが見ている物体が移動するのにかかる時間に基づいて、その物体と私たちの間の距離を計算することができます。言い換えれば、物体までの距離がわかれば、移動にどれくらいの時間がかかるかがわかります。これは、私たちが物体を見るときに経験する遅延であり、そこから時間と距離の等価性（時間と距離の等価性）を推測することができます。

いわゆる物体を見る際の遅延とは、私たちが見る物体は、その瞬間の姿ではなく、過去形での姿であることを意味します。たとえば、100 メートルの距離にある物体は、300 万分の 1 秒前と同じように表示されます。月は平均して私たちから 384,400 キロメートル離れているため、私たちが見るものは常に 1 秒以上前の状態のままになります。太陽は私たちから 1 億 5000 万キロメートル離れているため、私たちが見るものは常に 8 分前と同じように見えます。

宇宙観測では、一般的に光年が測定単位として使用されます。光年とは、真空中における光の速度が連続的に進行する 1 年の長さです。科学界では光年を計算するのにユリウス年を使用します。 1 年は 365.25 日、つまり 31,557,600 秒です。そのため、1光年の尺度は94,607,304,725,808メートルとなり、9兆4600億キロメートルが一般的に用いられます。

したがって、私たちが見る天体は、それが何光年離れているか、そして光がその天体の像を私たちの目に伝えるのに何年かかるかによって決まります。したがって、私たちが見ている天体は、何年も前の姿のままであるに過ぎません。すると、次のような疑問が湧いてきます。私たちは、私たちの天の川銀河の過去を含め、多くの銀河の過去を見ることができるのでしょうか?

既存の理論に基づくとこれは可能だと思います。

ハッブル望遠鏡は現在、地球から134億光年離れた、GN-z11という番号の付いた銀河を観測しています。この銀河はビッグバンからわずか 4 億年しか経っていません。これはまだ幼い銀河であり、大きさは天の川銀河の約 1/25、質量はわずか 1% です。

天の川銀河は134億年前に誕生し、GN-z11銀河とほぼ同時期に誕生したと考えられます。では、天の川は、134億年前に人々が見たこれらの幼い銀河の中にあるのでしょうか?なぜなら、望遠鏡がその時代に形成された古代の銀河をすべて見ることができるのであれば、理論的には天の川もその中に含まれるはずだからです。

ハッブル望遠鏡よりも強力なウェッブ望遠鏡が打ち上げられました。遠くの天体をさらに4億光年近づけることができると言われており、138億光年離れた天体を見ることができるということになります。当時、宇宙はビッグバンからわずか2000万光年しか離れておらず、銀河はまだ出現していなかった可能性があります。その混沌とし​​た星雲の中には、もちろん天の川も含まれていました。

したがって、理論的には、望遠鏡で十分に遠くまで見ることができる限り、光時間等価性、時間距離等価性の原理、および観測遅延の原理に基づいて、天の川の過去を見ることは可能であると私は信じています。さらに、技術が一定レベルまで発達し、人間の観測能力が大幅に向上すると、天の川銀河の誕生から進化までのすべての過程を観測することが可能になります。

研究によれば、天の川銀河は110億年前にガイア・エンケラドゥスと呼ばれる銀河と衝突・融合して、現在のような巨大な銀河になったと考えられています。衝突と核融合のプロセスによって星の形成が加速され、このプロセスは80億年前に終了しました。このプロセスを観察するのはとてもエキサイティングでしょう。

ビッグバンの後、暗黒時代が続きました。

科学界が認める標準的な宇宙論モデルによれば、ビッグバンは138億2000万年前に起こったとされています。ビッグバンの始まりでは、非常に高い温度と密度のため、光子（電磁波）は逃げることができませんでした。人間は現在、世界を観察するために光に頼っています。光がなければ何も見えません。そのため、この時期の宇宙は不透明であり、暗黒時代と呼ばれていました。

それから38万年後、宇宙は十分に膨張し、温度が約3,000度まで下がり、中性原子が形成され始め、電磁波と光子が分離できるようになり、宇宙は透明で観測可能になりました。

したがって、宇宙で最初の光線はビッグバンから 38 万年後に放射されました。現在発見されている普遍的な宇宙マイクロ波背景放射は、ビッグバンの当時から残っている名残です。当時は原子が誕生したばかりで、宇宙には水素原子やヘリウム原子、そしてごく少量のリチウムなど、最も単純で軽い原子しか存在していませんでした。これらの原子は重力の作用によって徐々に凝縮し、徐々に星雲を形成しました。星雲の継続的な収縮により、徐々に銀河と星が形成されました。

ウェッブ望遠鏡が宇宙で最初の光線が発せられた時代を見ることができれば、その時点ではまだすべての銀河が形成されていなかったことになります。天の川銀河を含む宇宙のすべての天体と物質は、これらの混沌とし​​た星雲の中に含まれていました。現時点での宇宙は、まさに赤ちゃん宇宙です。

ですから、そういう意味では、この時代の宇宙を見ることができる限り、そこには当然天の川の影も含まれることになります。これは天の川の過去であり、私たちはそれを見ずにはいられません。では、ビッグバンから38万年までのこの暗い歴史は、本当に二度と日の目を見ることはないのでしょうか?人類はこの暗い秘密を解明できるのでしょうか?

重力波の発見により、この暗い秘密を解明できる可能性が生まれます。

標準的な宇宙論モデルでは、重力はビッグバン後にプランク時間に出現した最初の基本的な力であるとされています。プランク時間はビッグバンから 10^-43 秒後であり、これはビッグバン開始から 1 兆分の 1 秒のさらに 1 兆分の 1 に相当します。この時点で、宇宙は量子ゆらぎの背景から出現していますが、それはプランクスケールにすぎません。

プランクスケールは約 1.6*10^-35 メートルで、これは 1 メートルの 10 億分の 1 の 10 億分の 1 です。このとき、宇宙の密度は1立方センチメートルあたり10^94グラムに達し、温度もプランク温度、約10^32度になります。しかしこのとき、重力相互作用を伝達する重力子が分離して独立して存在し、重力が出現したのです。

アインシュタインはずっと以前から重力波の存在を予言していた。 2016年、科学者たちは初めて重力波を発見し、検出し、宇宙探査の新しい時代の幕開けとなりました。科学者たちは、重力波の検出を通じて、ビッグバンから38万年前までの暗黒時代の状況を理解できる可能性があると考えている。

これは、重力波が人間の目では見えない欠点を補うことができることを示しています。将来、人類は重力波を通じて、ビッグバンが始まった瞬間やインフレーションの過程、そして38万年間のさまざまな出来事を間接的に観察できるようになるだろう。その時までに、人類は宇宙の誕生から現在までの進化の過程全体と、この期間に起こったさまざまな主要な出来事を理解できるようになるでしょう。

宇宙を背景にすれば、天の川ももちろん例外ではありません。光時間等価性と時間距離等価性の原理によれば、理論的には天の川の過去だけでなく、太陽と地球の誕生と進化も見ることができます。今は無理ですが、将来は可能になると信じています。どう思いますか？議論へようこそ。読んでいただきありがとうございます。

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