序文

宇宙は膨張している。
私がこの事実を知ったのは中学生か高校生の時だったと思います。それは単純に「宇宙って今も拡がってるんだ。」という感じの知識でした。
しかし、ある日概念的でもいいから相対性理論をしっかり理解したいと思い、基本的な相対性理論の本を図書館で借り読みました。その中で宇宙膨張説にも触れられていて、私が中学生だか高校生だかの時に感じた拡がり方とは違うことを知り、目から鱗が剥がれ落ちました。
その時の感動を以前の私のような方に贈りたいと思い今回執筆させていただきました。

以前の私が信じた宇宙膨張説

序文で書いた「宇宙って今も拡がってるんだ。」と感じた時の私が解釈した膨張説をここで説明しておきます。
初めて私が「宇宙は膨張している」と聞いたとき私の中で「宇宙は拡張している」と変換されてしまったことがまず間違いの始まりです。
拡張ということは新たに足されるということです。土地が拡張されると言えば土地が増えるということです。軍備を拡張すると言えば武器を増やすということです。
ですから当時の私は宇宙の端があるとすればその端から新しい宇宙が生まれていっているという感覚で捉えていました。もともとある宇宙は固定されていて、そこに新しい宇宙が増えていっていると考えていました。
しかし、それは間違った解釈だったのです。

真実の宇宙膨張説

では本当の宇宙膨張説とはどういうことか。
記号化して説明します。

地球からa離れた星A、星Aからa離れた星Bがあるとする。地球から星Bまでの距離をbとし、星A・Bは地球から見て同じ向きにあるとする。このとき宇宙が10拡がるなら、私の膨張説の場合、Bの10先に星Cができる。真実の宇宙膨張説の場合、aが5ずつ拡がり結果bが10拡がる。

という解釈になります。つまりまさに膨張です。
膨らます前の風船にA、B、Cと点を打ち風船を膨らませると全ての点同士が離れると思いますがそのイメージです。この例で言えば私は点Cだけ離れるようなイメージをしていました。

宇宙の膨張スピード

宇宙は現在も膨張し続けています。先の記号化した例で言えば星Aは5のスピードで地球から遠ざかり、星Bは10のスピードで地球から遠ざかります。つまり、遠くにある天体ほどより速く遠ざかることになります。
そしてそこからたどり着くのは、私たちから見て遠くの宇宙は光速を超える速度で私たちから離れていっているということです。先の例を星の数を増やして考えてみると見えてきますが遠ざかる速度は遠くの天体ほどその距離に比例して大きくなっていきます。
ただでさえ見るのが大変なのに光が追いつけないとなるとお手上げですね。

まとめ

今回は壮大なテーマでした。私自身も分からないことが多いですし間違っていることも多々あるかもしれません。ですから間違っているところやおかしいところがあるならガンガン突っ込んでください。私もそれを受けて調べてまた一つ賢くなれればと思っているので。

ちなみに記号化した星Aとかの話は厳密にいうと間違っています。星や銀河単位では膨張しません。膨張しているのは何もない空間です。星や銀河、逆に人や動物などが膨張しないのは重力やら電磁気力やらの力が膨張する力に勝っているからです。風船の例でいうと膨らます前に一部をノリか何かで固めるイメージですかね。固めたところは膨らまないですよね。
あ、でも割れちゃうか。