星塚研究所

数学を主とした形式科学,自然科学,大学・大学院に関する2chと5chのまとめサイト

宇宙空間は膨張してるってなんで分かるの?

1: もしもしベンチでささやくお二人さん♪ 2016/05/25(水) 01:14:24.04 id:YnP/1rSi.net
宇宙空間は今のところ「膨張」していっているということらしいが、今いち理由がしっくりこない・・・。
観測できる星や銀河あるいは宇宙の端っこ(宇宙の始まり?)の部分はどんどん遠ざかっている、と、届く光の波長等々様々な理由をよく目にします。
しかしそれは「宇宙空間内の物質」が遠ざかっているだけで、宇宙そのものが大きくなっているといえるのでしょうか?

宇宙空間内は案外スカスカだと言われています。
「余裕のある空間内」でそれぞれの星々(や星団)が離れて行っているだけ、ではないといえるのはなぜなのでしょうか?

宇宙は小さな状態から始まり発生し、爆発的にそれが広がったのだから、これほどまでの膨張に余りある「余裕のある空間」というものは考えられないという一点だけでしょうか?
気になって気になって夜寝られないぃぃぃぃぃ!!


昼寝てるけど・・・・・
「コホン・・・」
3: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/25(水) 02:11:05.38 id:y7QR0ftb.net
発光体が発光した後に遠くに逃げても、発光点と地球との距離は変わらんだろ
発光されたあとに地球が逆方向に逃げたら発光点との距離は広がるけど、その場合は宇宙の反対側は逆に近づいちゃう、ってことじゃね?
4: もしもしベンチでささやくお二人さん♪ 2016/05/25(水) 02:31:50.21 id:YnP/1rSi.net
>>3
反対側、にあるモノも「星や銀河群あるいはその集まり」などなどなので、全体が膨張しているのならそれも遠ざかるような・・・。
仮に、それらには近づいているとしても、それは「宇宙空間そのもの」が広がっているのか、余裕ある宇宙空間の中で単に「星や銀河群あるいはその集まり」がそれぞれ離れて行っているだけなのかは、判断できないような気がするのですが・・・

あくまでも「宇宙空間」が広がっていると言われるのはなぜなのか・・・
5: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/25(水) 04:51:21.59 id:y7QR0ftb.net
発光体が発光した後にどう動こうが、既に発光してる光には関係ない
6: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/25(水) 04:59:55.88 id:y7QR0ftb.net
ということを言ってるのだよ
でもって、正面も反対も両方遠ざかってるって事は地球の動きで遠ざかってるわけではない
7: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/25(水) 06:28:09.39 id:uG9yaH8O.net
赤方偏移の原因を一番上手く説明できるのが膨張論ってだけだよ。
仮に宇宙が膨張してなくて光のドップラー効果赤方偏移を計算するとなるとz=1.7が限界なんだが、1.7を超えるスペクトルは実際に観測されている。
膨張するって発想が無ければ、なんだこりゃ?光速超えてるのか!?ってなるわけね。
まあすべてを上手く説明できるなら膨張してなくても良いわけなんだが。

あと、良くある勘違いだけど、空間は膨張するんだが空間の中身は膨張しない。しない、というよりはしないと考えることになってる。
考えればわかることだけど、空間と中身が一緒に膨張したら膨張してることそれ自体を感じることが出来ないからね。

ちなみに物質や天体には外に引き伸ばされる力が働いてて、それに負けまいと中心に集まろうとする動きがある。
空間の膨張がものっそいはやければ物質は原形をとどめずに分解されるだろうね。
8: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/25(水) 12:24:56.44 id:GTkRAk7S.net
まず 空間の概念からして議論するべき問題

時間についてこういう定義がある
「時間とは物理変化を記述するための尺度の概念」
なら空間も
「空間とは物理相関を記述するための尺度の概念」
といえるはずで、空間が位置情報の座標というだけの、情報というか物質設置ビットでしかないという可能性もある
逆にもしかしたら一般認知の器としての姿が正解なのかも知れない

どちらも証明はできていない。人間がどういう風に捉えて一般認知になっているかだけ

空間が膨張してるとか膨張してないとか議論する前にまず空間について考えるべき
9: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/25(水) 13:47:47.50 ID:4HIJOWrq.net
>>1
もちろん物質間の距離が増大してるだけだ
空間は物質間の距離でしか定義されないモノだから必然的に膨張してることになる
10: もしもしベンチでささやくお二人さん♪ 2016/05/25(水) 14:08:03.42 id:YnP/1rSi.net
>>7
>>9
赤方偏移の原因を一番上手く説明できるのが膨張論ってだけ」
「膨張するって発想が無ければ、なんだこりゃ?光速超えてるのか!?ってなる」
「空間は物質間の距離でしか定義されないモノだから必然的に膨張してることになる」
やっぱりそうなのか♪
宇宙誕生以前の『無』の状態から『宇宙』が誕生し、その、『宇宙』と呼ばれる部分が膨張しているのがはっきりしているのではなく、中身の現象から、『宇宙』が膨張していると判断しないと成り立たない・理屈が破綻するってだけのことだったか・・・

>>8
さんのおっしゃるとおり「空間」という言い方をしてしまうと、私たちのよく知る三次元的に「空間」だの「宇宙という箱」があるようなイメージで考えてしまいがちだが、そういう世界の話(概念)でないのもよくわかる。

11: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/25(水) 16:20:17.00 id:uRJnZuRB.net
ハッブルの法則に基づいて計算すると光速超えて遠ざかる銀河が出現w
これだけでおかしいことがわかるんだけど、宇宙の果てはよくわからないからほったらかしにされているんだろう
12: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/25(水) 21:44:04.98 ID:4HIJOWrq.net
おかしいと思うのは前提条件を知らないだけ
13: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/26(木) 01:48:58.38 id:HbVUkTSv.net
ハッブルの法則の法則は関係ないよ
観測可能な赤方偏移量は1.7を超えてるし、1.7を超える数値からドップラー効果で速度を計算しようとするとおかしなことになる

ドップラー効果は使えない
だから膨張すると考え、ハッブルの法則で計算される

18: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/26(木) 22:53:50.48 id:HbVUkTSv.net
たしか、宇宙のどこでも均等に膨張すると考えるのが一般的


静止してる物体も、離れたところから見れば移動してるように見えるんだけど、1km離れてるのと10km離れてるのとでは速度が10倍違う
実際には物体は静止してるとは限らないから離れてるとこから見える速度は10倍+物体の速度、みたいな感じになる

ものすごーくゆっくり膨張してても何億光年も離れてればものっそいスピードになる
膨張率が同じでも見る距離によって速度は変化するということ

あと、これは実際の物体の速度じゃないから膨張による速度が光速を超えることは相対論に違反しない
20: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/27(金) 06:34:39.16 ID:+uMFS1zX.net
ちなみに加速膨張というのは、1時間で2倍に膨張してたのが次の1時間では2.1倍、2.2倍、、みたいに膨張率が時間経過とともに増加する感じ
で、その逆が減速膨張
23: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/27(金) 18:56:06.94 id:oYM54Rid.net
指数関数的に膨張といってもいつかは止まるはずだろ
いつまで膨張させる気だよw
26: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/28(土) 01:13:44.44 id:Zl87ghuP.net
最初のビッグバンも、謎エネルギーによる指数関数的インフレーション膨張が、相転移によって加速エネルギーが物質と熱エネルギーに変化した事で、高温高圧宇宙になった
加速が無くなってインフレーションが終わった後も膨張は続くが、減速膨張となった
その後、減速膨張による物質密度低下により重力による減速が暗黒エネルギーによる加速に負けて、現在は再び加速膨張になっている

再度の相転移があれば以上がまた繰り返され、暗黒エネルギーが熱エネルギーに変化し、膨張は続くが加速は消える
ついでに相転移で物理法則が変わって全てが破壊される
34: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/31(火) 20:32:42.27 id:OSsaG0RZ.net
おれは中身も膨張してるとおもってたがちがうのか?
36: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/05/31(火) 23:08:07.98 id:AFS8zqPI.net
>>34
天体間の距離が増えるだけ
空間とは物体間の距離の事だから、一斉に距離が増える事を空間の膨張と言う
それ以外のファンタジーな意味はない
38: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/06/01(水) 05:05:01.82 id:smPDRNTW.net
>>34
空間の中身も一緒に膨張するとどうなるか、例えば、

空間が2倍になり、1mが2mに、速度が2倍に、全てが2倍になる。
でも2倍になった世界の住人にとっては2mは1mでしかないし、2倍になったことを知る手段は無い。

それでは膨張する意味が無いので、中身はそのままで空間だけ膨張するという考えが選ばれる。
44: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/06/13(月) 16:49:46.82 ID:4zcFHC2U.net
>>34
間違っちゃいないよ。
確かにどんな物質も空間膨張による引摺りを受ける。

ただし、例えば銀河など、膨張の影響よりも強い引力で結び付いているものは、時間がたつにつれて引き伸ばされたりはしない。
片足だけをを動く歩道に踏み出しても、足がちぎれるほど大きな力で引きずられなければ、どんどん右足と左足が離れていったりはしないだろ?
結果的に銀河団の間の空間だけが膨張しているように見える。
76: フタツギ 2016/07/17(日) 20:31:59.70 id:le4adI9i.net
宇宙の膨張を実感したいなら時間で考えてみるといいです。
私たちは光でものを見てますから見える空間は全て「昔」の姿ですよね。
遠くほど昔です。
宇宙空間とは昔の空間の集まりです。
時間が経てば「昔」は増えるわけですから、宇宙空間も増えるわけです。
77: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/18(月) 00:01:10.35 ID:+lVektqi.net
相対性理論から時間は一様に経過しないので、任意の観測点によって過去の増加率は異なる
よって宇宙の一様性が成立しなくなるので、そのアイデアでは現在のような宇宙の姿を説明できない
78: フタツギ 2016/07/18(月) 00:08:29.90 id:RNk5RDrw.net
物理的には主観でしか観測し得ない。
運動系が違うものは違う宇宙を作るわけです。増加率は違ってよいのです。
ダークマターがあるといことは、我々とは運動系の違う星からの重力があるということです。
79: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/18(月) 00:53:44.08 ID:+lVektqi.net
光円錐の内部では情報は相互交換されるので、主観のみの宇宙は成立し得ない
また主観の定義が曖昧で、何をもって主観とするのか不明なので、運動系が違うものが違う宇宙を作るという根拠になっていない

相互交換の無い孤立した情報系の宇宙においては、そもそもの物質の相互作用が発生しえないので現在の宇宙の姿を説明できていない
光円錐内部においても時間の経過は一様でなくても構わないので、この点においても矛盾する
運動系が異なれば宇宙が異なるというのであれば、異なる宇宙間で相互作用が発生することを明示する必要がある
80: フタツギ 2016/07/18(月) 01:03:24.25 id:RNk5RDrw.net
原始宇宙からの光が今に至ったとき、その光は今の宇宙の影響は受けるでしょう。
しかし光にとっては時間が経過しないので宇宙は原始のままです。
なぜ運動系が違うと相互作用が発生しないのですか?
81: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/18(月) 01:29:47.12 ID:+lVektqi.net
運動系が異なれば宇宙が異なると言ったのはお前じゃん

相互作用が発生するなら、それは異なる宇宙とは言わんだろう。系が同じってことになるんだから。
自分で気がついてないかもしれないが、運動系が異なると相互作用が発生しないって言ってるのはお前だよ。

俺は運動系が異なる=宇宙が異なるというアイデアは、運動系が異なれば宇宙が異なるのでは相互干渉を否定してしまい、それでは今ある宇宙の姿を説明できないからオカシイっつてんだよ
そうでないなら、お前が異なる宇宙同士で相互干渉が発生することを示さないと話にならんつってんの

なにが、「なぜ運動系が違うと相互作用が発生しないのですか?」だよ
そう言ってんのはお前だお前
82: フタツギ 2016/07/18(月) 01:37:22.83 id:RNk5RDrw.net
運動系が異なれば見える宇宙の姿が異なるという意味です。
観測者によって宇宙の大きさが異なることと、相互干渉の否定はつながりません。
84: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/18(月) 12:33:54.28 id:vtkg3Jo4.net
>>82
無意味な言葉を垂れ流すな
87: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/18(月) 21:24:59.84 id:w0UCw9ah.net
>>1
楽勝!

一番遠くにある銀河が赤方偏移して見える=光速に近い速度で遠ざかっている
一番遠くの更に向こう側は暗くて観測できない=光速超えて遠ざかっている

アインシュタイン的に質量を持った物体が光速超えて遠ざかる事は有り得ない
従って、空間自体が光速超えて膨張している という事になる
分かったか?
88: sage 2016/07/18(月) 22:13:39.47 id:RNk5RDrw.net
>>87
一番遠くの更に向こう側は暗くて観測できない=光速超えて遠ざかっている
これが存在しないだけかも。
89: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/18(月) 22:26:49.39 id:w0UCw9ah.net
>>88
無いわな
なぜならそれが正解なら、地球が宇宙の真ん中 という事になるから

君は小学生か?
90: 88 2016/07/18(月) 22:40:22.35 id:RNk5RDrw.net
いや、勿論わかってるよ。
ただ>>87の証明では証明になってないのでは?ってこと。
91: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/18(月) 22:50:42.49 id:w0UCw9ah.net
そんなレベルじゃ、説明するだけ無駄だ
お疲れさん
92: 88 2016/07/18(月) 23:17:48.90 id:RNk5RDrw.net
地球から遠ざかるほど星の後退速度が加速していることは、空間の膨張を暗示してるけど、宇宙の地平の向こう側を勝手に想像して根拠にするのは違うだろ。
94: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/18(月) 23:59:52.14 id:vtkg3Jo4.net
空間だけの膨張に意味はない
意味があるのは天体が遠ざかる事だけ
それを空間の膨張と言う
96: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/19(火) 00:51:15.82 id:YSfe3l1d.net
>>94
アホ

それだと、遠くの天体は光速超えて移動してる事になって、これは光速不変の原則に反する
99: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/19(火) 07:52:36.43 id:mOKShBtI.net
>>96
光速度不変の原則をちゃんと知れば、別に反しないことがわかる。
反するように感じるのは、要するに知識が足りないだけ。
そういう基礎的なところがかけてるから、話にならない。

100: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/19(火) 09:26:30.87 id:Pgq7hea1.net
>>99
天体が遠ざかってるからといって、それが空間の膨張によるとは限らないだろ。
自律的運動で遠ざかってるのかもしれない。
だから>>94の書き方は誤解を呼ぶんじゃね?
115: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/19(火) 20:10:20.25 id:hlTsXhg3.net
>>100
自律的運動かどうかは問題にならない
同じ位置での相対速度は光速を超えないから、その付近の天体は大体一斉に遠ざかる(離れた場所から一斉に超光速も可)
それは空間の膨張として良い
118: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/19(火) 20:37:17.65 id:Pgq7hea1.net
>>115
あんたも本末転倒してる。
それは空間が膨張してるからだろ。
物体が遠ざかったからといって空間ができるのか?
123: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 00:04:54.32 id:qqn0UZAp.net
>>118
物体の相互位置でしか空間は定義できない
126: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 00:41:12.46 ID:3hnPxeAL.net
>>123
それはそうだろうけど、だからと言って物質が遠ざかることが必ずしも空間の膨張に由来してるとは限らない。
単純な話をしてるつもりです。
127: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 00:46:10.50 ID:8R2UbwA7.net
>>126
そんなことは誰だって知ってる。
だからなんだ
129: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 00:50:08.89 id:VzjL06mn.net
>>126
単純に2つの物体が遠ざかってることは空間の膨張に由来してるとは限らないけど、多数の星を調べて、ある傾向が見られるのならば、空間の膨張に由来してる蓋然性は高まるだろ。
多数の星が遠方に行くほど遠ざかる速度が速くなるなら、一番シンプルな原因として考えられるのは空間膨張って事になる。
136: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 16:25:57.19 id:qqn0UZAp.net
>>126
物質が一斉に遠ざかる事が「空間の膨張」
それ以外の定義はない
137: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 17:05:58.54 ID:3hnPxeAL.net
>>136
やっぱり納得いかないなあ。
物質が比例関係を持って遠ざかれば、空間の膨張を予測させるだけで定義にしていいんだろうか?
部分的に起これば斥力由来の場合だってある。
139: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 17:54:28.34 id:VzjL06mn.net
>>137
斥力由来の場合だと、すべての物質は遠ざかるんじゃなくて、バランスしてその場で動かないだろ。
少なくとも観測可能な範囲で、地球から遠ざかるように動いてるようには見えない。
すべての物質が地球に対して斥力を持って遠ざかっているなら矛盾はしないけど、考慮するに値しない仮定だわな。
140: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 18:08:01.12 ID:3hnPxeAL.net
>>139
いやそこじゃなくて、言いたいことは、定義づけには、範囲やら比例関係やら条件を提示しないとまずいんじゃないかってこと。
141: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 18:26:22.26 ID:3hnPxeAL.net
>>139
条件を提示してないから斥力は部分的に起きた場合を言ってる。
そら宇宙全体で起きれば空間の膨張になるし。
144: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 19:09:46.71 id:qqn0UZAp.net
>>140
不均一膨張になるだけの話
145: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/07/20(水) 19:13:02.12 ID:3hnPxeAL.net
>>144
そうなの?
一部範囲で起きれば空間が膨張したとは限らないと思うけど。
197: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/08/06(土) 20:44:07.35 id:cUj85Gz+.net
コーヒーにクリープ入れると素早く広がるでしょ
おそらく、宇宙の膨張も日常にありふれたささいな現象と同じ
198: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/08/06(土) 23:20:39.23 id:fx0VmqSU.net
エントロピーの増大だね。
コーヒカップが大きくなっていけばクリープが完全に混ざった状態の熱的死を免れる事が出来る。ってのが今の状態か。
199: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/08/07(日) 00:32:28.48 ID:8+g9x2xJ.net
ブラックホールの表面積の増加は、むしろエントロピーの増大に繋がるが、宇宙の膨張により熱的死を免れる理由は?
203: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/08/19(金) 13:14:05.78 id:oW5HmLPL.net
>>199
宇宙とブラックホールを同じに考えるのは間違い
ブラックホールは遠方で平坦になる宇宙内でのみ定義される
200: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/08/07(日) 07:48:09.27 id:G2xOZUwo.net
膨張しないと一瞬でエントロピーが飽和して星なんて出来ないから。
202: 名無しさん@お腹いっぱい。 2016/08/19(金) 00:17:24.94 id:fOrd8Jys.net
宇宙ってほんとなんなんでしょうね


参考文献

http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/galileo/1464106464/