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人の目がハッブルだったら...こんな...まるで宝石箱をひっくり返したような夜空が眺められるんだ♪
画像:http://www.gizmodo.jp/2009/09/post_6134.html より Orz〜
超絶綺麗な深宇宙写真集 2009.09.16
「今年5月に修理されて完全復活を遂げたハッブル望遠鏡。そのハッブル望遠鏡がとらえた、深宇宙の写真なんです。・・・」
むかし...誰だったっけ...☆が無数にあるなら夜空はもっと満天の☆で明るく輝いてるはずだってな...?
調べてみた...^^
画像:空はこんな感じに輝いて見えるはずだが、(宇宙背景放射をのぞけば)可視光を含めあらゆる放射はこのようではない。
http://ja.wikipedia.org/wiki/オルバースのパラドックス より Orz〜
「オルバースのパラドックス(Olbers' Paradox)は「宇宙の恒星の分布が一様で、光度も平均的に場所によらないと仮定すると、空は全体が太陽面のように明るく光輝くはず」というパラドックス(背理)である。このパラドクスの帰結は、星からの光は星までの距離の2乗に反比例して暗くなるが、距離が遠い星の数は距離の2乗で増えるので、これらはちょうど打ち消しあい、どの方向を見てもいずれかの星の表面がみえるはずだという推論に基づく。このパラドクスの名は、これを記述した19世紀の天文学者ハインリヒ・ヴィルヘルム・オルバースから採られているが、この問題自体はそれより古くから議論されてきたものである。
このパラドックスが成立するためには、空が星で覆い尽くされるほどに宇宙が空間的に非常に広くなければならない。また光速が有限であるため、そのような広大な空間を光が伝わってくるような非常に長い時間の昔から星が輝いていたとすることも必要となる。現在では、このために必要な距離や時間は、宇宙の大きさや年齢よりはるかに大きなものとなることが明らかとなったため、オルバースのパラドックスの前提は成立しないことがわかっている。
・・・
この議論が十分認められるまでには、宇宙における吸収と放射による平衡状態についての物理学的理解が深まるまでのおよそ1世紀の時間を要した。
単一の島宇宙とフラクタル宇宙
ジョン・ハーシェルの父、ウィリアム・ハーシェルは詳細な観測から星がひしゃげた銀河系(もしくは島宇宙, island universe)という集団構造をなしていることを初めて捉えた。ウィリアムが捉えたものは、実際には銀河系の一部だけではあったものの、ジョン・ハーシェルも含めて19世紀の天文学者の多くは、宇宙には単一の島宇宙が存在するのみであり、その外には無限の空隙が存在するという宇宙像を共有することになった。星がわずか半径数千光年の有界な領域にしか存在しないというこの宇宙像はオルバースのパラドクスの解決となる。しかし20世紀前半、われわれの銀河系が数ある銀河のうちのひとつに過ぎないことが明白となり、単一の島宇宙という考えは捨てねばならなくなった。
一方でまたジョン・ハーシェルは、恒星が現代で言うところのフラクタル状の階層構造をもてば、無限の島宇宙が存在してもパラドクスは発生しないかもしれないことも示唆していた。すなわち、恒星が集団を作り、その集団同士が大きなスケールで再び集団を作る、といったことが無限に繰り返されていれば星の間には暗い隙間が残る可能性がある。同様の無限の階層をもつ宇宙像は著名な哲学者イマヌエル・カントも思い描いていた。現代的に言えば、宇宙が無限でフラクタル構造を持つとすれば、一般的条件の下で星の分布のフラクタル次元が2に満たないとき星はまばらとなり宇宙には暗闇が生き残る。すなわち、スケールを2倍に拡大したとき、8倍に増える体積の中で星の数が4倍未満でしか増えないという関係が無限のスケールまで成り立てば、星は離ればなれのままとなる。こうしたまばらな階層的宇宙像は20世紀はじめにカール・シャーリエらによって唱えられ一定の支持を得た。
恒星の年齢
アインシュタインやド・ジッター、フリードマンによる一般相対性理論の宇宙論への適用と、ハッブルによる遠い銀河の赤方偏移の発見という洗礼を経て、ようやく1930年代になって現代的なビッグバンにより始まる有限の年齢を持つ湾曲した膨張宇宙の考えが受け入れられた。宇宙は遠くの銀河をわれわれから光速以上で運び去り、よってわれわれに見ることのできる宇宙には限界がある。1965年には宇宙背景放射が発見され、かつて本来は星々で満たされていなければならないはずだと考えられた宇宙の暗闇は、何もない無限の空隙でも、無限の階層で巧妙に分布した階層的宇宙の隙間でもある必要はなく、137億年前のビッグバン直後の白熱した宇宙が晴れ上がり光が自由に動けるようになった瞬間からもたらされ、赤方偏移により冷やされた 2.7 K の暗闇であることが明らかとなった。
こうした20世紀の宇宙論の激変はこのパラドクスの様相を大きく変えた。しかしパラドクスを解決するには膨張宇宙の考えは必ずしも要るものではなく、より単純な考察で十分である。レーマーらが掩蔽の観測からすでに17世紀に光の速度が有限であることを示していたため、われわれが見ることのできる星々ははるか過去のものであることは明白であった。よってそれまでの議論では、暗黙裡に恒星が、少なくとも「背景限界」を光が横切る時間よりも長期の昔から今と変わらず輝きつづけていたことを仮定している。しかし科学的探求が恒星の輝きの原因にまで及ぶとともに、星の寿命はそれよりもはるかに短いと見積られるようになっていた。ただし核融合による説明以前は、隕石の落下や星の収縮による重力エネルギーの解放が恒星の放射のエネルギー源と思われ年齢は実際より数桁程度過小評価されていた。
ケルヴィンが1901年に発表した論文では、恒星が「背景限界」に対応する時間よりもずっと短い過去からしか輝きつづけていないとすれば、ちょうどその比に対応して夜空で星の占める割合が決まると導いた。ケルヴィンによれば、この比はわずか1兆分の1に満たない値であった。夜空の暗さについての解説書『夜空はなぜ暗い?』(Darkness at Night) を著したエドワード・ハリソンは、作家エドガー・アラン・ポーがその散文詩『ユーレカ』(Eureka, 1848) の中で定性的にではあるがケルヴィンと本質的に同等のアイデアを記していたことを紹介している。
恒星の年齢の議論に関連してハリソンはまた、この有限の宇宙に存在する物質の全てを放射のエネルギーに変えたとしても、その総量は輝く空を作り出すには遠く及ばないエネルギーしかもたないという別の角度からの説明を与えている。これは宇宙全体を輝く平衡状態に達せられるほど元々星の寿命を長くできないことを意味する。ハリソンによれば背景限界に相当する宇宙が放射で満たされるために必要な時間は 1023 年のオーダーであり、宇宙の年齢と比べても太陽の寿命とでも(ともにおよそ 1010 年)はるかに長い。」
画像:ハインリヒ・オルバース
http://ja.wikipedia.org/wiki/ハインリヒ・オルバース より
「ハインリヒ・ヴィルヘルム・マトイス・オルバース(Heinrich Wilhelm Matth?us Olbers, 1758年10月11日 - 1840年3月2日)は、ドイツの天文学者・医学者・物理学者。
・・・オルバースは、「宇宙が一様で無限の広がりを持つならば、宇宙は無数の星によって無限の明るさを持たねばならないが、現実の夜空が暗いのは何故か」という「オルバースのパラドックス」を提唱したことで知られる。
オルバースの名は、その功績を称えて、小惑星や月のクレーターに付けられている。・・・」
彼もこんな写真を見せられたら...パラドックスを思いつかなかったかも知れませんね...^^;?
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