最終更新日: 2025 年 8 月 27 日

広がる宇宙：「宇宙を創る」って本当の意味？

引き伸ばされた時空グリッド上で銀河が互いに離れていく様子を示す宇宙の拡大 — *宇宙そのものが膨張し、銀河がさらに遠ざかる宇宙膨張を芸術的に描いたもの。画像出典:astronoo.com*

空間創造のパラドックス

1929 年、エドウィンハッブルは、宇宙の膨張銀河の距離と後退速度の関係を確立することによって。ハッブルの法則として知られるこの関係は、次の式で表されます。v = H₀ × dここで、v は景気後退速度、d は距離、H₀ はハッブル定数です。

1998 年、Ia 型超新星を研究する 2 つの独立したチームは、宇宙の膨張は予想されたほど減速しておらず、むしろ加速しているという革命的な発見をしました。 2011 年にノーベル物理学賞を受賞したこの観察は、「」と呼ばれる反発エネルギーの存在を示唆しています。ダークエネルギー」、これは宇宙のエネルギー量の約 68% を占めることになります。

宇宙の構成要素と膨張におけるそれらの役割
成分	パーセンテージ	拡大への影響	自然
ダークエネルギー	~68%	加速度	不明、負圧
暗黒物質	~27%	減速する	非バリオン、重力相互作用のみ
普通のこと	~5%	減速する	原子、星、銀河

膨張する宇宙は「空間を創る」？

膨張する宇宙における「空間創造」の概念は微妙であり、しばしば誤解されます。それは哲学的な意味での「無」から新たな空間が出現するという問題ではなく、空間と空間との間の適切な距離が増大することの問題である。コモバイルポイント時空の。

注： :
ザコモバイルポイント膨張する宇宙の固定座標を指定します。遠方の銀河は、たとえ地球との距離が遠くなっても、一緒に移動する位置を維持します。スケールファクター。言い換えれば、それは局所的に「移動」するのではなく、宇宙論的計量の拡大に従うのです。

空間ではないとしたら、何が「創造」されるのでしょうか？

宇宙が「空間を創造する」と言うとき、あたかも宇宙が一種の目に見えない物質を生み出したかのように、真空の創造を想像すべきではありません。実際に進化しているのは、宇宙の幾何学、つまり 2 点間の距離を測定する方法です。

「拡張」は距離の測定方法に関係します

物理学者の言葉では、時空の構造自体が動的です。遠く離れた銀河の座標は固定されたままです (銀河はこう呼ばれます)。コモービル）ですが、距離を測る「物差し」は時代とともに変化します。したがって、それは膨張する物質「生地」ではなく、メトリック進化するもの。

言い換えれば、宇宙は風船を空気で膨らませるように体積を増やすわけではありません。再計算します100万光年離れていることが何を意味するのか。「創られる」のは、虚空でも謎の物質でもなく、相対的な距離の増加遠く離れた宇宙物体の間。

空間の物理的な創造を超えた数学的概念

宇宙が「空間を創造する」というのは、数学的現実を比喩的に表現したものです。宇宙論では、私たちは物質組織を操作するのではなく、メトリック、つまり、宇宙内の 2 点間の距離を計算する方法を示す公式です。拡大が加速している場合、時間の経過とともに変化するのはこの指標です。

したがって、増殖するのは物質としての「空間」ではなく、幾何学的な関係変形する点の間。フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー (FLRW) 計量は枠組みを提供します。これは、スケール係数が増加することを示します。これは、共運動する 2 つの銀河が局所的に移動しない場合でも、距離が増加すると言うのと同じです。

この語彙は普及に役立ちますが、それが近道であることを心に留めておく必要があります。私たちが実際に説明しているのは、一般相対性理論の幾何学方程式の動的展開です。 \( G_{\mu\nu} + \Lambda g_{\mu\nu} = \frac{8 \pi G}{c^4} T_{\mu\nu} \)

「遠ざかっていく」銀河？

多くのイラストでは、あたかも既存の空間で実際に動いているかのように、銀河がますます遠くに描かれているのが見られます。しかし、一般相対性理論の文脈では、これは拡張をどのように理解すべきではありません。遠方の銀河は宇宙を「移動」せず、移動するグリッド内でその位置を維持しますが、時間の経過とともに測定されるのはこのグリッド、すなわち計量そのものです。言い換えれば、それは指標そのものです。時間の経過とともにスケールが変化する。変形するのは物質ではなく、伸びるのは測定ルール（距離、間隔）です。

注： :
いわゆる「光を超える速度」で遠ざかっている非常に遠い銀河は、局所的な動きではなく幾何学自体の進化に対応しているため、特殊相対性理論に違反しません。