究極の難問……宇宙の果てはどうなっているのか?次元の狭間について。



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私たちは自分が住んでいる街を知っていますし、その外には国(島・大陸)があり、更にその外には世界(地球)が、そして地球の外側には宇宙空間が広がっていることも知っています。

では、宇宙の果て、その先には一体何があるのか……それはある意味、人類にとって、究極の難問なのかもしれません。

 

●宇宙の果ては137億光年先にある?

宇宙を『視る』ことには、ひとつの限界が存在します。それは物を見るために必要な光の速さが限られているということです。

光の速さを光速、もしくは光速度と呼びますが、その速度は真空中において299 792 458 m/s、つまり、およそ秒速30万キロメートルです。

数字で記すだけでは、いまひとつ分かり難いですね。

具体的には、地球と月との距離なら、2秒もかからない速さになります。アポロ宇宙船が打ち上げから4日間かけて月に到達したことを考えれば、どれだけ途方もないスピードであるか分かるかと思います。

ちなみに、太陽が発した光が地球に届くまでには約8分20秒かかります。

光が届くのに1年かかる距離を『光年』と言います。

夜空に輝く星との距離を何光年と表現しますが、これは言い換えれば現在私たちが見ている星の姿が、実は何年前の姿であるかを示しているとも言うことができます。

例えば、地球との距離が10光年ある星であれば、今見えている姿はその星が10年前の姿、ということになるわけです。

最新の宇宙物理学の研究で、宇宙は誕生から約137億年が経過していることが分かっています。これを光年に換算して考えると、私たちは最大で137億光年先にある天体を見ることが可能という意味になります。つまり、私たちの視点から見た宇宙の果ては137億光年彼方にあると言うことができるでしょう。

では、宇宙全体の大きさが直径137億光年なのか……というと、そうではありません。

この場合の『宇宙の果て』とは、あくまで観測可能な範囲の限界が137億光年であると言う意味であり、仮に地球から137億光年離れた星から宇宙を観測しても、そこから見える宇宙は直径137億光年の範囲になるということになります。

その意味では、私たちには宇宙の果てを見ることはできません。

それでは、この宇宙は無限に広がっているということになるのでしょうか?

 

 
●宇宙の広がりは無限だが広さは有限?

私たちは宇宙を3次元の広がりとして把握し、認識しています。

3次元とは、単純に言えば縦・横・高さで示せる空間の広がりのことです。

2次元が平面の意味であることは皆さんご存知かと思います。

更に1次元とは線、0次元は点となります。0次元の視点からは直線の世界を見ることができませんし、1次元から2次元を、2次元から3次元を認識することもできません。

では、3次元より高次の世界……つまり、4次元の世界があると仮定した場合、そのことを私たち3次元世界の人間が理解できるでしょうか? 答えはノーです。

発想を切り替えて考えてみましょう。

私たちは地球という惑星の地表で生活しており、地球が球体を成している天体であることも理解しています。

この地表を2次元として捉えてみましょう。

地球は球体をしていますから、その表面には果てがありません。

地表をまっすぐ進んでいっても、どこかでその終わりに出くわすことはない、ということです。

しかし、私たちは地球に『果て』があることを知っています。

私たちは地球という天体の外に広大な宇宙空間が広がっていることを把握しています。

それは私たちが縦・横・高さで空間を把握しているからです。

地球の地表は、2次元的に捉えれば無限の広がりを持つが、3次元的には有限である。

これはそのまま宇宙の広がりについても適用することの出来る考え方です。

宇宙は3次元的には無限の広がりを持つが、4次元的には有限である。現代科学ではそう捉えられているのです。

3次元より高次の世界を私たちは見聞きすることができませんから、その意味で、私たちが宇宙の果てを認識することもできません。

ですが、あくまで『果てがどこにあるか』を考えるのなら、それはすぐそこ、私たちの目の前にあると言うこともできるでしょう。

地球の表面という2次元の世界が宇宙という3次元の世界と接する境界面であるように、3次元世界の私たちは常に宇宙と、より高次の世界の境界にいることになります。

私たちの手の届く、すぐその先に宇宙の果てがあると考えることができるということなのです。

 

■おわりに

宇宙の広がりは無限だけど、その広さは有限である……なんだか煙に巻かれるような話ですね。

いつか、私たちが4次元世界を理解できる日は来るのでしょうか?

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