google.com, pub-4426889494877513, DIRECT, f08c47fec0942fa0 【考察】夜空はどうして暗いのか?: 虹と雪、そして桜

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2020/05/30

【考察】夜空はどうして暗いのか?

夜空が暗いのはなぜ?

この質問は、面白いです。

まず、この質問をする力!!!

夜空は暗いもの。

と、頭から思い込んでいる人は、こんな質問、思いつきもしません。

 

夜だから?

太陽が沈んでいるから?

夜は暗いのがあたりまえ?

 

でも、よ~く考えてみてください。

夜空には星や銀河が "無数" にあります。

すべて光を放っています。

最近の研究によると、夜空の真っ暗にみえる部分でも、実は、望遠鏡でよくよくみると星や銀河がぎっしりと存在しています・・・

だったら、夜空はもっと明るく輝いていても、おかしくないのではないでしょうか?

実際、理論的に考えてみて、もし、宇宙に存在する星や銀河がすべて目に見えるなら、夜空は明るいはずなのです。

https://remedics.air-nifty.com/photos/uncategorized/jpegpia100.jpgCredit: NASA/JPL/STScI Hubble Deep Field Team

実はこの疑問は、すでによく知られていて、

オルバースのパラドックス (Olbers' paradox)

とよばれています。

 

結論から言うと夜空は真っ暗ではありません。

やはり光っているのです。

しかし人間の目の感度の問題で暗く見えているだけです。

 

ということは・・・つまり

夜空に無数にある星や銀河の放つ光が人間の目に弱すぎる・・・ということなんでしょうか?

いやいや。

ここがこの話の面白いところで。

そういうことではないんです。

もったいぶってすみません(笑)。

 

宇宙には無限の数の星々や銀河があります。

もしその光がすべて地球に届いていたら、夜空はたしかに明るいはずなんです。

しかし、実際には、地球に光を届けている星々や銀河は無限ではありません。有限です。

簡単に言うと、この宇宙が始まった時、地球よりおよそ4600万光年以上離れていた星々や銀河の光は地球にまだ届いていないのです。

言ってみれば、宇宙に無数に存在する星や銀河のうち、ごく一部の光が地球に届いているだけです。

つまり、夜空にみえる星々や銀河は、無数にはみえますが、実はかなり限られた数なんです。

夜空に見える星と星、銀河の間にはスキマがあり、意外にスカスカといえます。

したがって夜が暗いのは、夜空にある星々や銀河の放つ光が少なすぎるからといえます。

https://remedics.air-nifty.com/photos/hawaii/deep_field.jpgCredits: NASA, ESA, CSA, and STScI

では、うっすらと明るいというのは、どうゆうことでしょう?

夜空に無数にある星や銀河の放つ弱い光のせいでうっすら明るいのでしょうか?

いえ、そうではありません。

 

混乱する前に、結論から言いましょう。

星々や銀河ではなく、その隙間というか、星や銀河の向こう側にみえる ~宇宙の背景~ が実は明るいのです。

 

少し、くわしく説明します。

まず、いろいろな観察によって、夜空にみえる星々や銀河は"ぎっしり"どころか実はスカスカで、星々や銀河と銀河の隙間から、その向こう側にある宇宙背景がみえていることがわかりました。

たとえると、森の向こうに木々の隙間から向こう側の景色がかなりみえている感じです。

その背景は、暗黒である・・・だから宇宙は暗い、というのが一般的な仮説でした。

しかし、研究観察によって、その宇宙の背景は、真っ暗(暗黒)ではなく光っていることがわかったんです。

つまり、宇宙の始まりに(星ができる前に)光はすでにあった、宇宙全体が光で満たされていた、という大発見です。

これがビッグバン理論の証拠となりました。

とはいっても、その光は弱く、人間の眼には暗くみえます。

遠いから弱い、とか、昔の光だから弱いというわけでもありません。

宇宙全体が膨張しているため、しかも、遠いところほど速いスピードで拡大しているため、光の波長が赤外線よりさらに長い波長に引き伸ばされて暗くみえてしまっているのです。

しかし、精密機械でみると、その光を確実に検出できます。

宇宙の膨張がなければ、その背景の光はめちゃくちゃ明るいはずなんです。

でもその光の波長は伸び切ってしまっていて人間の目に見えません。

 

まとめると・・・

夜空はほんとうは明るい。

ですが、それは、夜空に星や銀河が無数にあるから、

ではありません。

星や銀河は意外にスカスカで、まぁ、言ってみれば、宇宙の向こう側の背景が見えています。

その背景が、真っ暗ではなく、輝いているんです。

その光の波長が伸び切っているせいで人間の目にみえないから夜空は暗い。

これが夜空が暗いほんとうの理由です。

 

ちなみに、この星や銀河の隙間から見える背景の光というか電磁波・・・これを専門用語で宇宙背景輻射といいます。

遠い遠い宇宙からの光(電磁波)です。

宇宙が誕生した直後、まだ星も銀河もできていない時期に、一瞬(といっても宇宙規模の一瞬です・・・)だけ、宇宙全体が光で満たされた瞬間があり、その時の光が電磁波としていまだに検出されている、というのが最新の理解です。

それが宇宙背景輻射です。

歴史的には、いろいろな観測によってこの宇宙背景輻射という光(電磁波)の存在が確かめられ、それによって夜空の星々や銀河の間には隙間があるとわかった、というのが順序になります。

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