記録更新 132億年前の銀河観測と相対性理論

宇宙（以下、宇）「ねえねえ、私って何歳に見える？」

ハッブル宇宙望遠鏡（以下、ハ）「（やべぇ、ウゼエ質問してきやがった。とりあえず若めに言っとくか）えーと、、、ひゃ、１００億歳くらいかな？」

宇「えー、そんな若く見える？（嬉）　ブブー、正解は１３８億歳でしたーｗ」

ハ「（知ってたよ…）そ、そうなんだ。てっきりもっと若いと思ってた。いやぁ、若く見えるね～（ウゼエ…）」

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ハッブル宇宙望遠鏡、１３２億年前の銀河を観測

宇「でね、これが６億歳くらいの時の写真。どう？」

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ハ「（どう？って言われても・・・）おぉ、かわいいね～。あ、今もちょっと面影が残ってるよ。銀河が光ってるところとか」

宇「えー、ほんとー？　そうかな～　よく言われる～ｗ」

ハ「あ、そうだ。今度は赤ちゃんの時の写真も見たいなぁ。生まれた時の写真とかないの？」

宇「わかった～ｗ　今度持ってくるね～♪」

って感じでビッグバンまで観測できたらいいんだけどね。

ハッブル宇宙望遠鏡のチームは1月7日（米国時間）、これまで観測された中で最も古い、約132億年前の銀河の画像を公開した。最初期の恒星が誕生した当時の混沌とした宇宙を垣間見せてくれる、興味深い画像だ。

※下記より一部抜粋
ニュース - 科学＆宇宙 - 132億年前の銀河、ハッブルが観測 - ナショナルジオグラフィック公式日本語サイト（ナショジオ）

宇宙の膨張の速さと相対性理論

というわけでハッブル宇宙望遠鏡がまたまた観測記録を伸ばしました。ザ・フロンティア・フィールズという新たな観測プログラムの成果なんだとか。これは今後に期待できますね。

実はこの手のニュースを聞く度に違和感を感じてたことがあって今日はそれに触れてみる。

ビッグバン理論によれば宇宙はある1点での大爆発から始まり、その影響でも今も膨張していると。ということは132億年前の銀河は昔はもっと近くにあったはずなのに、なぜか132億年かけて光が到達している。これは宇宙の膨張速度が光の速さを超えているってことか？

一方で俺の乏しい相対性理論のにわか知識によれば光の速さは絶対に超えられないことになっている。

うーん、何かがおかしい・・・という疑問というか違和感だ。

「光の速さは超えられない」と書いたのは「光速度不変の原理」から来てるんだけど、簡単に書くと、どんな観測者にとっても光の速さは秒速約30万kmで一定だというもの。

光を秒速29万kmで追いかけている観測者は、光の見かけの速さが秒速1万kmに見えると思いきや、光速度不変の原理によって光はやっぱり秒速約30万kmとなってしまう。なので光はどうやっても追い抜けない存在となるわけです。

実はこれには誤解があって「光速度不変の原理」は重力を考えない特殊相対性理論における考え方であり、重力を考慮した一般相対性理論においては必ずしも光速度は一定とはならないらしい。ただし、一般相対性理論でも光速が上限であることは変わりないらしいが、、、　なるほどわからん。

いろいろググってみたかがWikipediaにそれらしいことが書いてあった。

宇宙 - Wikipedia
現代宇宙論 - 宇宙の大きさより抜粋
この空間は現在、光速の約3.5倍の速度で地球から遠ざかっており、かつ宇宙が生まれてから現在に至るまで（その膨張速度は）常に超光速を保っている。
…
現在我々が観測することができる最も古い時代に放たれた光は、約137億年前に約4100万光年離れた空間から放たれた光である。そしてその（光源がある）空間は、現在450億光年かなたにあり、光は138億年かけて138億光年の道のりを旅してきた、ということである。わずか4100万光年の距離を光が進むのに138億年もの時間を費やしたのは宇宙の膨張が地球への接近を阻んだためである（これは、流れの速い川を上流へ向かう船がなかなか前に進めないことと似ている。宇宙空間の膨張は一般相対性理論より導かれる。よって電磁波の媒質である空間の膨張により地球を基点としたときの、地球から離れた場所にある光の速度が変化しても特殊相対性理論における「光速度不変の法則」とは矛盾しない）。

よく分からんがやっぱり宇宙は光速以上のスピードで膨張しているらしい。宇宙ヤバイ