宇宙の外側ってどうなってんの?
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宇宙の外側ってどうなってんの?

「宇宙の大きさはどれくらい?どんな形?年齢はいくつ?」

このことについて筆者は小さい頃からとても興味を持っていた。2018年現在、宇宙の大きさや形については今もよく分かっていないものの、年齢については1990年代にはあらかた分かっていたらしい。

宇宙の年齢を計算するという挑戦は宇宙が膨張していることを発見したハッブルの頃(1929年くらい)から始められていた。とはいえ、当時の計測機器や観測技術、天体物理学が発展途上だったので現在求められている数値とは残念ながら誤差が生じていた。それから100年程経った今、超新星爆発の光の強さをベースにすると地球からその超新星爆発が起こっている銀河までの距離が分かるという現代の天文物理学を駆使することによって宇宙の年齢は130億歳くらいだということが分かってきた。

歳さえ分かってしまえば宇宙の大きさを予想することはとても簡単だ。単純計算で、ビッグバンがあった一点を宇宙の中心とし、時空が広がるスピードを光の速さだと仮定してやれば現在の宇宙は直径260億光年の球くらいということになる。ただ予想はできても、それを確認する方法は現在のところないのが残念ではある。またそれとは別に、宇宙の端っこ(境界)などそもそもあるのか?という興味が湧いてくる。

それに対する筆者の解釈は、宇宙を囲んでいる境界があるとすれば、数学の世界でいう”集合”という考え方に似ている。つまり、”集合”が宇宙であって、宇宙の外は”空集合”という位置づけになる。言葉が難しいので、クリームパンに例えてみよう。クリームの部分が宇宙の中側であって、その外側はパンが限りなく広がっているという感じだ。無限に広がっているパンの中には別のクリームが入った領域(別の宇宙)もあって、それらが互いに膨張してぶつかると混ざり合って一体化するという楽しいクリームパンだ。

また、宇宙の形については(ラグビーボールのような)楕円球だと筆者は予想している。それを確かめる方法は、数学の世界における難問「ポアンカレ予想」が証明されたことによって一つ確立された。その方法は、長いロープを巻きつけたロケットを打ち上げて、宇宙一周旅行から帰って来た時にロープを引っかかることなく回収することができれば宇宙は丸い形をしている、というものだ(回収途中で引っかかった場合は丸くないということになる)。

空間図形に疎い筆者には難しかったので、頭の中でこういう風に想像した。原子や、太陽系、銀河というのは(大きさは違っていても)形がとてもよく似ている。中心には大きく、重たいもの(原子核、太陽、ブラックホール)があって、そこから外側は円盤状に小さくて軽いもの(電子、惑星、太陽系みたいなもの)が公転しているという共通点がある。それだけではなく、上から見下ろせば(=鳥瞰図は)円に近い楕円形をしているし、横から眺めれば(=断面図は)ちょうどソロバンの珠みたいなひし形をしているのも同じだ。

それを延長して考えた結果、宇宙の形も真球から少し押しつぶされた(ラグビーボールのような、あるいは焼きそばパンのような)楕円球に近いのではないか?と予想したわけだ。宇宙が楕円球になっている理由は宇宙自体が自転していて、遠心力がかかる地点(地球で言うところの赤道)がより強く引き伸ばされる力が働いているためだろう。だから、「宇宙が膨張している」という事実は筆者からすれば驚くに値しないというか、こう想像(妄想)すれば当たり前だろうと勝手に思い込んでいる。

追記:宇宙の膨張は等方的じゃないかもしれないことが発表されました。

最後に、宇宙自体が公転している可能性はあるか?ということについて言及しておきたい。先ほどのクリームパンを再び例えに持ち出すと、公転するためにはクリームパンのパン部分の中心に大きくて重たい物体がなければならないが、それは正直なところ分からない。でも、クリームは勝手にパンの中を移動できないので筆者としては自由に公転することができないと勝手に想像している(つまり自転は可、公転は不可)。そして、この空想全てについて次の関西弁で締めくくらせてもらいたい。

知らんけど!

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はる筆線屋

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化学出身(工学)の ”はる筆線屋” と申します。 ①自分の感性と知見を切り口にした科学・哲学エッセイ、詰将棋をメインに書いてます。 ②量子力学は化学科の視点で眺めてますので、物理学科の方とは見方に差異があると思います。 ③宇宙妄想好き。 よろしくお願いいたします。