宇宙はどこまであるのか

1名無しって、書けない?(pc?)2017/12/11(月) 22:53:30.46ID:41rHFCwB0
以下泡宇宙

307名無しって、書けない?(東京都)2018/01/11(木) 22:34:43.45ID:pf4jcXu50
>>306
>ゼロ戦やドローンのプロペラのように銀河系自ら推力を持っているのではないか?
ビッグバンのときのドッカーンという勢いがいまだに続いているのとダークエネルギーによる斥力とによって、
銀河どうしは引き離されて行っているというのが今の定説だけど、宇宙の関してはどんな説が出てきてもおかしくない。
いままでもさんざん学者たちの思い込みを嘲笑うかのように宇宙は裏切ってきたんだから。
いずれ銀河系自体が推力を持っているという学説が提唱される日も来るかもしれない。

308名無しって、書けない?(東京都)2018/01/11(木) 22:46:48.45ID:pf4jcXu50
訂正
>>277
うっかりミス。
×便宜上、オレンジ一色だけで塗っているが、太陽の【上】半分からの光は徐々に遮断されるので、本影に近づいていくほど月も徐々に暗くなる。
○便宜上、オレンジ一色だけで塗っているが、太陽の【下】半分からの光は徐々に遮断されるので、本影に近づいていくほど月も徐々に暗くなる。

>>305
これはよくやるミス。
エネルギーを放出して他の元素に変化するというのは質量エネルギーのポテンシャルが高いということになるが、
それを結合エネルギーが大きいと勘違いしてしまう。
結合エネルギーとは質量欠損分をエネルギー換算したものだから、質量エネルギーのポテンシャルが高いなら結合エネルギーは小さくないといけない。

×次に、重水素原子Dは核子の結合エネルギーが【大きい】ので不安定ですぐに崩壊するが、
×次に、重水素原子Dは核子の結合エネルギーが【小さい】ので不安定ですぐに崩壊するが、

309名無しって、書けない?(東京都)2018/01/11(木) 22:48:30.47ID:pf4jcXu50
最後の一文の最初は×でなく○だった。

310名無しって、書けない?(地震なし)2018/01/12(金) 20:01:12.22ID:vlROx+1r0
アストロアーツで今日アップされた記事が今月末の皆既月食特集
http://www.astroarts.co.jp/special/20180131lunar_eclipse/index-j.shtml

311名無しって、書けない?(pc?)2018/01/12(金) 23:44:52.75ID:IO6r9v1I0
宇宙が膨張をしているのは空間じゃなくて、物質のことじゃないのかな?
急激に冷やされながら個体になりつつも初期のガス爆発が続いているとか。
もし空間が膨張していたら、最近血圧が高いのもその影響か?

312名無しって、書けない?(千葉県)2018/01/13(土) 00:55:00.44ID:LADxrImK0
>>311
チンコも膨張するがそれは血が集まるから

宇宙が膨張するのは何が原因?

もし何かがものすごく増えているか
ものすごいスピードで移動してたら考えると…

313名無しって、書けない?(東京都)2018/01/13(土) 22:26:09.73ID:Nj4gqGz40
>>311
>宇宙が膨張をしているのは空間じゃなくて、物質のことじゃないのかな?
いや、その逆で物質は大きさが変わらず、空間だけが膨張しているというようになっているようだ。
2次元なら考えやすいので、平面状のゴムを考える。
目印のためにそれに規則正しい格子模様を書いておく。
そのゴムを四方に引っ張り、縦横ともに2倍にすれば、その格子模様の間隔も2倍となる。
で、その格子模様上にある2点を考え、点Aから右に格子3つ、上に格子2つだけ離れたところに点Bがあるとする。
引っ張る前後で比較した場合、点Aと点Bの座標点の差としては変わらないが、
格子模様の間隔が2倍に大きくなっているので、点Aと点Bの間隔は2倍となっている。
宇宙の膨張というのはそういったものである。

じゃあ、たとえば、地球の大きさも人間の大きさも2倍になるかというとそうはならない。
実は銀河の大きさも2倍にならない。
それは銀河内で星どうしに働く重力がその大きさを維持させるため。
しかし、ある銀河と別の銀河の距離は2倍となり、それが宇宙が広がるということである。
質量比では、地球や人間の内部で働く力は銀河内の星どうしに働く力よりもずっと大きいのでその大きさは維持される。

314名無しって、書けない?(東京都)2018/01/13(土) 22:31:26.47ID:Nj4gqGz40


315名無しって、書けない?(東京都)2018/01/13(土) 22:34:21.87ID:Nj4gqGz40
左がゴム平面を引っ張る前で、右図がゴム平面を2倍に引っ張った後。
Aの座標点がたとえば (7,4)なら、Bの座標点は(10,6)となる。
引き伸ばす前後で、A (7,4)、B (10,6)というのは変化しないが、AB間の距離は2倍となる。

316名無しって、書けない?(pc?)2018/01/13(土) 23:32:00.63ID:N+Q8Iquv0
単純に星等の固体やガス星雲等の気体が、初期のガス爆発で加速され
広がっているようにしか思えないんだ。 (7,4)なら、Bの座標点は(10,6)となる。
引き伸ばす前後で、A (7,4)、B (10,6)というのは変化しないが
AB間の距離は2倍となるというよりA (14,8)、B (20,12)の座標に
銀河が動いたとしか思えない。空間が膨張しているなら、
距離は離れていってるけど、銀河自体は動かないで離れているという解釈
になると思うけど、動いてると思うんだよな。気体なら特にエネルギーも
持ってるし。絶対零度に下げられた惑星が離れていくなら、空間が
ビヨーンと伸びてる可能性もあると思うけど。

317名無しって、書けない?(東京都)2018/01/13(土) 23:58:54.61ID:Nj4gqGz40
>>316
ビッグバンのときの爆発のエネルギーはあくまで空間を引き延ばすためだけに使われ、
星やガス星雲のエネルギーに移動するわけではないというような解釈をされている。

ABの座標の差をxとすれば、そのdは変化しない。
死引っ張られた後の距離をrとすれば、
膨張率をa(図ではa=2)とすれば、r=a×xとなる、
両辺を微分すると、
dr/dt=da/dt×x=da/dt×r/aとなり、da/dt×1/a=Hとすれば、それがいわゆるハッブルの法則となる。

318名無しって、書けない?(東京都)2018/01/14(日) 00:00:24.30ID:pC2B/HUW0
×そのdは変化しない。
○そのxは変化しない。

319名無しって、書けない?(東京都)2018/01/14(日) 00:13:50.28ID:pC2B/HUW0
最初、x(エックス)をdとしたが、微分記号のdと間際らしいと思って、x(エックス)に書き直した。
ただs、そうすると×(かける)とx(エックス)の区別がつきにくくなった。

全面的に書き直してみる。
ABの座標の差をRとすれば、そのR は変化しない。
引っ張られた後の距離をrとし、膨張率をa(図ではa=2)とすれば、r=a×Rとなる、
両辺を時間微分すると、
dr/dt=da/dt×R=da/dt×r/aとなる。
ここでRは定数なので、右辺の時間微分はaだけに働く。
dr/dt=v、 da/dt×1/a=Hとすれば、v=Hrとなる。
それはいわゆるハッブルの法則で、そんもことは観測によって確認されている。

320名無しって、書けない?(東京都)2018/01/14(日) 00:16:11.65ID:pC2B/HUW0
×そんもことは観測によって確認されている。
○そのことは観測によって確認されている。

321名無しって、書けない?(pc?)2018/01/14(日) 15:01:47.16ID:nLIgQUT80
例えば密閉した容器でお湯を沸かすと、水蒸気は膨張しないが、圧力は
高くなる。それはお湯の分子が容器の中で動き回っているから。そこで蓋を
取ると勢いよく水蒸気が放出されるわけだけど、そこでの体積の広がりは
広がった水蒸気の間の空間が膨らんだのでなく、解放された空間に水蒸気の分子が
飛び散っていると思う。宇宙が観測されたように膨張しているように見えるのは
薄い膜で覆われていて、コンドームを膨らましているような感覚にみえるのと
関係があるのではないか?ビッグリップスとはコンドームが破裂したような
状態なのではないか?

322名無しって、書けない?(東京都)2018/01/14(日) 16:23:45.39ID:pC2B/HUW0
>>321
前半部分はまったく正しいが、水にエネルギーが与えられ水蒸気となって膨張するというのと宇宙の膨張というのは構造的に異なるようだ。
物質が広がっているというのでなく、空間そのものが広がっているというとらえ方をされている。

>宇宙が観測されたように膨張しているように見えるのは薄い膜で覆われていて、
>コンドームを膨らましているような感覚にみえるのと関係があるのではないか?
意図していることはよくわかるんだけど、ただ、それだとコンドームの外にも空間が広がっていて、
その中でコンドームの内部に宇宙があるといったイメージだよね。
非常に理解しがたいことだが、空間というのは「この宇宙」にしか存在しないというとらえ方を今の天文学ではしている。
じゃあ、宇宙が広がっているのは「なに」に対して広がっているのか?という反論を受けそうだが、
その「なに」というのは存在しない、空間すら存在しないというようによく答えられている。
インフレーション理論によって、いくつもの子宇宙や孫宇宙が生まれているという考え方はあるにはある。
ただし、長濱写真集であたかもシャボン玉を宇宙に例えてイメージするように、
大きな空間の中で親宇宙や子宇宙や孫宇宙が共存しているというのではなく、
親宇宙や子宇宙や孫宇宙の外には空間も何もなく、お互いの位置の関連性を考えることはできないというように捕らえられているように思う。

以上は、宇宙の外側について今の宇宙物理学や天文学がどのように考えているのかということで、
前にも書いたけど、宇宙というのは専門家の予想を常に裏切ってきた。
だから、宇宙の外にも空間は広がっているというあなたの考えのほうが本当は正しいのかもしれない。

323名無しって、書けない?(pc?)2018/01/14(日) 19:42:54.64ID:O5smq7fJ0
という事は朝立ちの時に海綿体に血流が流れ込んで膨張するアレですかね。
宇宙がねるの写真集の撮影現場を盗み見して興奮して紐に
ダークマターを流し込んで膨張するみたいに。

324名無しって、書けない?(pc?)2018/01/14(日) 20:25:03.55ID:O5smq7fJ0
空間に対して虚数時間とか虚数空間のようなものですかね。宇宙空間は
有限で、無限大という値が無くてマックス値が大きくなり続けているけど
マックス値以上の空間は無い。何というのが虚数で存在していない。
というよりは空間以外の物は何もなく、無いものは無いとしか
言いようがない、ねるの無修正写真集みたいなものですかね。

325名無しって、書けない?(東京都)2018/01/14(日) 23:30:25.01ID:pC2B/HUW0
>>324
>宇宙空間は有限で、無限大という値が無くてマックス値が大きくなり続けているけどマックス値以上の空間は無い。
素晴らしい。
宇宙の外には空間がないということを見事に表現している。
数学的な表現だけど、日常の言葉で表現しづらいなら、数学の表現法を使うのも一つの手か。

>空間に対して虚数時間とか虚数空間のようなもの
宇宙の外を虚数空間という言葉を用いるのも的確かもしれない。
人間の通常の論理では到達しえないため「ない」としかいしか言えないが、人間がおよびもつかないところで“ある”かもしれない。

宇宙の始まる前の虚数時間や宇宙の外の虚数空間というものはいまのところ定説にはなってないけど、
経験的事実として虚数表現が定説となっているものはある。
たとえば、量子力学で、波動関数Φを、Φ=exp i(px―Et)/h(hはディラック定数)と考えるが、
現実に存在する粒子の存在確率を表す式の中に虚数iが入っている。
ところが、もし実数だけなら波がゼロとなる瞬間があるので、虚数の項がないと破綻してしまう。
そのように現実なのに虚数でしか表せないというものも現に存在する。

>無いものは無いとしか言いようがない、ねるの無修正写真集みたいなもの
wwwwwwwwwwwwwwww
あんなに細くはない、あんなに可愛くはないと長濱アンチは思い込んで、無修正写真集の存在を強弁している。
連中の頭の中の虚数時間と虚数空間のなかに無修正写真集は“ある”のかもしれない。

326名無しって、書けない?(茸)2018/01/14(日) 23:36:25.41ID:ETl9+xbBd
>>1
それは無限まで〜♪

327名無しって、書けない?(pc?)2018/01/15(月) 20:45:49.50ID:ob5T/V090
ガモフの本を読んでたらだんだん見えて決ました。空間も物質のようなもので
宇宙の膨張も窒素で風船を膨らますようなもので、つまり空間分子が大きく
なるのでなく、どこかから空間分子を注入して膨張するというイメージです。

328名無しって、書けない?(東京都)2018/01/16(火) 08:32:27.97ID:tzRoYB8n0
ゴム風船のモデルで宇宙の膨張を説明したのはガモフが初めてだといわれている。
ただ、誤解を生みやすいのはわれわれのような三次元人が外からそれを見ていると考えるのではなく、
風船の表面に張り付いた二次元人の立場で考えなければならないということ。
風船の内側にも外側にも空間は存在はしておらず、風船の表面だけが「この宇宙」の全てであるということ。
実際には「この宇宙」は三次元だが、四次元空間の中では三次元宇宙は“曲がって”いて、
その“内”にも“外”にも「この宇宙」は存在していないというアナロジーで考えてやればよい。

329名無しって、書けない?(pc?)2018/01/16(火) 19:18:21.00ID:Sl+T5Td60
なるほど空間が蒸発するような膨張する為の媒体に四次元空間
のようなものが考えられるわけですね。

330名無しって、書けない?(東京都)2018/01/16(火) 22:42:20.94ID:tzRoYB8n0
「媒体」という表現は的を射たいい表現かも。
四次元空間を持ち出せば、“曲がった”三次元空間が膨張することを考える手助けになるという意味で。
その場合には、四次元空間というのはあくまで仮定の話で、実際には存在しなくてもかまわない。

でも、超ひも理論のブレーンワールド(膜宇宙)では、われわれの三次元宇宙を四次元(以上の)空間が取り巻いているというように、
四次元(以上の)空間の実在を提唱している。
そういったところが錯綜して混乱しやすい。
もっとも、超ひも理論自体がまだ仮説の域を脱しておらず、さらにブレーンワールドはその一派にすぎないわけだけど。

331名無しって、書けない?(地震なし)2018/01/18(木) 08:09:14.40ID:NnsvTQp00
宇宙はどこまであるのか

332名無しって、書けない?(地震なし)2018/01/18(木) 18:44:28.19ID:gR8yzgzH0
宇宙

333名無しって、書けない?(東京都)2018/01/18(木) 21:59:23.01ID:GpHsCvFs0
抽象的で難しい話が続いたため停滞気味となったので、話題を変えよう。
誰でもわかるハッブルの法則について。

334名無しって、書けない?(東京都)2018/01/18(木) 22:04:34.16ID:GpHsCvFs0


335名無しって、書けない?(東京都)2018/01/18(木) 22:19:56.74ID:GpHsCvFs0
図で、黒、緑、青、赤の円と中心との距離rを、r=25、50、75、100[m]とする。
(図では赤と青の間隔が広くなってしまったが、4つの円の間隔は一定であると思ってほしい。)
また、それらの広がる速さvを、v=5、10、15、20[m/s]とする。
もし、vとrとの値がそのようなものならば、比例定数をHとして、両者にはv=Hrという関係がある。(ここでは、H=0.2である。)
ぶっちゃけて言えば、これがハッブルの法則である。
Hをハッブル係数といい、単位は[m/s]÷[m]なので、[1/s]となり、時間の単位の逆数のディメンションを持つ。
ただし、実際の宇宙膨張の速度は[km/s]を用い、距離は[Mpc]を用いるので、Hの単位は実際には[km/s/ Mpc]を用いる。

ある一点で爆発が起こって、それが四方八方に飛び散るが、その飛び散る勢いは様々である。
図でいえば、黒<緑<青<赤の順で、勢いは強くなっている。
(各円の間にも、赤の円の外側にも、黒の円の内側にも爆発の広がりはあり、実際には連続的になっている。)
ここで注目してほしいのは、r/v=25/5、50/10、75/15、100/20[s]で、その値は全て等しく、5[s]となる。
これが何を表しているかと言えば、図の状態から5[s]前に爆発が起こったということである。
r/v=1/Hなので、Hが与えられている場合には、その逆数から爆破してから図の状態までに経過した時間を求めることができる。

爆発した時点を基準にして、時系列通りに時間を進めれば、黒、緑、青、赤が5[s]後に広がる距離は、
5×5=25、10×5=50、15×5=75、20×5=100[m]となる。

336名無しって、書けない?(東京都)2018/01/18(木) 22:33:00.63ID:GpHsCvFs0
火薬の爆発のようなものを考える場合には、空間の中でその爆発が広がっていって、
宇宙の膨張というのは空間自体が広がるので、二つは本質的には異なるが、
広がる様子を数量的に見る場合には。同じようなもんだと考えて差し障りはない。
もちろん、上であげた数字は実際の宇宙膨張のもではなく、わかりやすいように小さいうえに作為的な数値を用いた。

プランク衛星が計測したHの最新のデータが67.15[km/s/ Mpc]である。
[k]=10^3、[M] =10^6、[pc]=3.08×10^16[m]なので、普通の単位に直すと、
H=67.15×10^3÷(10^6×3.08×10^16)=2.180×10^-18[1/s]となる。
この逆数が宇宙年齢Tを表すことになる。
1[年]=3.16×10^7[s]なので、
T=1÷(2.180×10-18)÷3.16×10^7=1.45×10^10=145[億年]となる。
138[億年]に等しくならないのは、宇宙の膨張率は一定ではなく、微妙に変化しているためで、
138[億年]というのはそういうこともひっくるめた細かい計算の結果である。

337名無しって、書けない?(pc?)2018/01/18(木) 23:19:01.34ID:6KnE3yxB0
宇宙マイクロ波背景放射の全天地図が宇宙空間の分布
と思っていいの?

338名無しって、書けない?(東京都)2018/01/18(木) 23:58:21.87ID:GpHsCvFs0
その通り。
ただし、いわゆる宇宙の晴れ上がり時の宇宙の様子で、ビッグバンから38万年経過したときの古い古いもの。
なぜ、宇宙の始まりのときのものでないかと言えば、それ以前は電子と陽子が分離していたため、光が封じ込まれていたため。
ちょうど雲があれば、雲の下表面まで見えて、それ以上は見えないのと同じように、
晴れ上がり以前の宇宙は光では見ることはできない。
ただし、いま急速に研究が進みつつある重力波でなら、38万年以前の宇宙も調べることはできる。

339名無しって、書けない?(pc?)2018/01/19(金) 00:05:36.76ID:efOwR4vp0
あれだけ整った楕円形だから、やはり風船なのかと思ってしまう。
マヨラー星でねるがストローを使って三次元空間を注入してる。

340名無しって、書けない?(東京都)2018/01/19(金) 08:30:02.31ID:2MJ0FYaF0
わかっているとは思うんだけど、地図の図法と同じで、天球(立体)を平面で表現するためあのように楕円形となっている。
モルワイデに限らず世界地図の場合は地球を外側から見たものとなっているが、
宇宙の外の視点というのはあり得ないので、宇宙背景マイクロ波放射に限らず天球図は内側から見たものとなっている。
まあ、地球から見ているのだから、当然、内側からの視点にしかなりえないんだけど。

前にも書いたけど、宇宙背景マイクロ波放射の図では、赤と青とに色分けされているが、あれはわずか10万分の1の差を強調しているだけ。
そのわずかな差(色分け)が研究者にとっては重要で、ムラムラとよく表現している。
長濱がストローを加えて注入している姿を想像するのもムラムラとしてくるが。

341名無しって、書けない?(pc?)2018/01/20(土) 01:10:06.00ID:VKCuJFNU0
なるほど、天動説の空図なわけですね。今となっては天動説も間違いなかったわけですが
全方位で137億光年の光か電磁波を観測して球状かもしれないという事ですか

342名無しって、書けない?(東京都)2018/01/20(土) 01:14:17.38ID:Wwvm3kcz0
誰かここまでのレスを5行くらいにまとめてくれないか
難しすぎてついていけないわ

343名無しって、書けない?(pc?)2018/01/20(土) 01:58:03.16ID:VKCuJFNU0
河田陽菜がブログで宇宙の大きさを知りたいと言った。最初は137億光年とか400億光年という大きさで一段落したがそれは端から端なのか半径の話なのか
という話になり、どうやら宇宙空間には中心とか端がなく、地球儀のような
構造でひたすら端を目指していたら元の場所に戻るような構造らしい。
ではなぜ137億光年という数字が出たのかというと、光の色や波長が全方位から137億年前の電磁波を観測したので137億年前には137奥光年の
球状の大きさの宇宙だったらしい。

344名無しって、書けない?(東京都)2018/01/20(土) 21:28:35.55ID:rOnuopl+0
>>341
宇宙には中心はなく、視点の位置が宇宙の中心であるということから天動説的な見方ともいえるかな。

ただ、球状かもしれないではなく、球状にしかなりえないと思う。
もし、宇宙が球状ではなくいびつな形をしていたとしても、それは地球からは観測できない宇宙の最果てのことである。
宇宙背景マイクロ放射というのは地球で観測可能な中では“最果て”というのにすぎない。
(光の速さ)×(138億年)=(138億光年)だけ離れた等しい距離から一律にそれはやってくるので、球状にしかなりえない。
でも、>>343で同じような理解に達しているんじゃないかな?

後、宇宙年齢だけど、>>336にも書いたプランク衛星の最新のデータH=67.15[km/s/ Mpc]から、137億年から138億年に訂正されている。

345名無しって、書けない?(pc?)2018/01/22(月) 00:07:45.84ID:7s+aY3VK0
宇宙空間の概念というのが光を伝達する空間
というもので、光は電磁波であるけれども、138億歳の電磁波が宇宙のあらゆる方向で
観測されたことから、いろいろ想像できた。おそらく宇宙空間から飛び出ようと
頑張っても、飛び出ることはできない。北極を目指していたら何回北極と南極
に辿り着いていただろうかというような事が起こりうるのでは?

346名無しって、書けない?(東京都)2018/01/22(月) 08:24:31.70ID:sLI6Qd1O0
>宇宙空間の概念というのが光を伝達する空間いうもの
そういう表現は二つの意味で的確かもしれない。
一つは光には空間を満たすような媒質が必要なく、宇宙空間自体が媒質となっているという意味で。
(媒質とは波を伝えるもので、池の波では水が、弦の振動では弦が媒質となっている。)
もう一つは光は最高速度であるがゆえに、この宇宙の中で基準の速度になっているという意味で。

>北極を目指していたら何回北極と南極に辿り着いていただろうかというような事が起こりうるのでは?
風船の表面に張り付いた二次元人において、点Aから出発して、自分では真っ直ぐ種すんでいるつもりでも、
その面は球であるため曲がっているため点Aに戻ってくるように、
この三次元空間宇宙が曲がっているため、真っ直ぐ進んだつもりでも何度もグルグル回っていたというのもありえるだろう。
ただ、何かを飛ばして検証するのは不可能に近いかな。
何十年も前に飛ばしたボイジャーが太陽圏外に今ようやく達したばかりなので。
いま研究中のレーザー推進技術が成功したところで、お隣のアルファケンタウリに行くまで20年以上はかかるらしい。

347名無しって、書けない?(pc?)2018/01/22(月) 20:56:20.99ID:stHOsygL0
もし空間が一か所から吹き込まれていたら、黒潮のような対流があって、
銀河群も独特な動きがあれば面白いな。球状と思われる宇宙空間が
ゴムのような膜で風船のように膨らまされてたらと考える。

348名無しって、書けない?(東京都)2018/01/22(月) 23:12:13.70ID:sLI6Qd1O0
>黒潮のような対流があって、銀河群も独特な動きがあれば面白い
斬新な発想だけど、宇宙の大規模な範囲では独特な動きというのは今のところ聞いたことないかな。

>>314のようなマス目の図を考えて、点Cと点Dの座標の差が1で、点Cと点Eの座標の差が100とする。
そのとき、宇宙が膨張した前後で、点Cから見た点Eの遠ざかる速さは点Cから見た点Dの遠ざかる速さの100倍である。
(膨張倍率はいくらでもよいが、2倍とすると考えやすいかもしれない。)
要は、距離が離れれば離れるほど、宇宙膨張の速度の影響が色濃く出てしまい、
銀河に特有な動きがあっても、それに呑み込まれてしまう。

ただ、地球から近い範囲では宇宙膨張より銀河どうしがおよぼす重力の影響のほうが強く、特有の動きとなる。
たとえば、われわれの天の川銀河の近くにはアンドロメダ銀河があるが、
重力でお互いに近づいていて、スパコンのシミュレーション計算によれば数十億年後には合体するらしい。
ミルキーウェイ(天の川銀河の英語名)とアンドロメダということから、ミルコメダ銀河という名称までついている。
全く何の役にも立たない知識だけど。

349名無しって、書けない?(東京都)2018/01/23(火) 22:09:54.96ID:Y16FhH7K0
やや混乱してきたのでちょっと整理してみる。

350名無しって、書けない?(東京都)2018/01/23(火) 22:23:32.02ID:Y16FhH7K0
(1) 曲率(“曲がっている”ということ)をイメージするためにはもう一段上の次元に上がらなければならない。

一次元しか認識できない一次元人というものがいるとすれば、その人には曲線上を動いていても真っ直ぐに動いていると信じている。
なぜなら、「曲線」というのは方向が変わるので、縦・横の二次元の感覚が必要となるが、それがないからである。
つまり、直線と曲線との区別ができないのだ。

同じように二次元人には平面と曲面との区別ができない。
縦・横・高さの3次元の感覚を持っている我々はその区別ができる。

このようにある次元が“曲がっている”ことをイメージするためには、もう一つ上の次元に上がってはじめて確認できるということである。
だから、もし我々がいるこの三次元宇宙が“曲がっている”としても、少なくとも我々はそれをイメージすることはできない。
ここに三次元空間が“曲がっている”ことを我々が理解することの難しさが潜んでいる。
この“曲がっている”ことを無理やりにでも受け止めることができれば、以下のことがなんとなくは理解できる。
(A)宇宙には果てがないということ。
(ある点から出発して、真っ直ぐに進んだつもりでも、その点に戻ってくること。)
(B)宇宙には中心がないこと。
(逆に、すべての場所が中心であるといってもいい。)
(C)宇宙が膨張していても、その外には空間は存在しないということ。

351名無しって、書けない?(東京都)2018/01/23(火) 22:36:49.86ID:Y16FhH7K0
(2) 二次元の曲率なら我々は認識できる(ガモフの風船モデル)ので、その類推から三次元の曲率を考える。

(A)風船球に張り付いている二次元人は点Pを出発して真っ直ぐ動いているつもりでも、
風船の表面に沿って動くので、一周して点Pに戻ってくることとなる。
つまり、彼にとっては彼らの世界に果てはない。

(B) 風船球に張り付いている二次元人はその表面の方向の次元しか認識できない。
換言すれば、風船表面から遠ざかる方向や球の中心に向かう方向の感覚を持っていないので、3D的な球の中心を認識はできない。
それは風船の表面には特別な点がないということで、中心は存在しないことになり、逆に全ての点が中心だといってもよい。

(C) 風船球を膨らませれば、それは三次元空間の中で膨らんでいることになり、風船の内側にも外側にも空間は存在している。
ところが、二次元住人は表面から遠ざかる方向や球の中心に向かう方向の感覚を持っていない。
したがって、風船の表面という彼らにとっての全世界は広がってはいるが、その外には空間は存在していない。

以上のことを次元を一つ上げて類推してみればよい。
つまり、四次元“球”の“表面”に三次元空間が張り付いていると想像すればよい。
そうすれば、宇宙には果ても中心もなく、宇宙の外には空間は存在しないことがなんとなくは理解できると思う。
(ただし、超ひも理論の傍流のブレーンワールドでは四次元以上の空間が我々の宇宙の外に実在しているという考え方をしている。)

352名無しって、書けない?(pc?)2018/01/23(火) 22:39:57.28ID:OFv4z5eV0
見るもの聞くものばかり欲しがって、最初から恒星間旅行を諦めていいのだろうか。
願えば叶うという法則もあるから、もしかしたら生きている間に宇宙の果てに
行けるのではと思っていたら、今ここがそうじゃないか。学校も会社も宇宙も
何処に行っても結局自分次第だよ。みたいな

353名無しって、書けない?(東京都)2018/01/23(火) 22:44:53.29ID:Y16FhH7K0
(3) 我々は三次元空間の曲率を認識できないのに、なぜ三次元空間が曲率をもっているというのがわかるのか?

我々は第四の次元の感覚がないので、三次元空間の曲率をイメージできないというのは正しい。
一方で、数式によって、三次元空間が曲率は求めることができる。
(具体的には、密度パラメータの合計と臨界密度との関係によって決定するが、ボロが出そうなのでそれ以上の言及は避けることにする。)

三次元空間の曲率をイメージするというのは窓から周りの風景を見ながら有視界飛行するようなもので、
三次元空間の曲率を数式によって求めることは窓のない中で計測器だけに頼った飛行をするようなものである。
専門家は数式によって三次元空間が曲率は求めることはできるが、三次元空間の曲率をイメージすることはできないというのは素人と同様である。

354名無しって、書けない?(東京都)2018/01/23(火) 22:50:12.18ID:Y16FhH7K0
(4) ガモフの風船モデルと>>314のような図との関連性はどうなっているか?

基本的には同じものである。
風船の表面は曲面で>>314の図は平面となっているが、二次元人にとってはその違いは認識できないわけだから。

膨張の倍率とかを考えるような場合には、いちいち曲面を持ち出すのはうっとうしいから、>>314のような図を普通は用いる。

355名無しって、書けない?(東京都)2018/01/23(火) 22:54:29.55ID:Y16FhH7K0
(5)観測可能な宇宙を風船モデルで考えるとどうなるか?

とても簡単だ。
宇宙には中心はないので、どこでもいいから一点を定める。
その点を中心とし、(光の速さ)×(宇宙の年齢)に相当する距離を半径とした円を描けばよい。
その円は“曲がっている”が、二次元住民は平坦な円としかイメージできない。
二次元人にも物理の専門家がいれば、イメージできないことは同じにせよ、数式によってそれが“曲がっている”ことは計算できる。

356名無しって、書けない?(東京都)2018/01/23(火) 23:04:05.41ID:Y16FhH7K0
(6)観測可能な我々の宇宙の姿が球であるというとガモフの風船球との間には何か関連性はあるのか?

間際らしいが、両者の間には直接的な関連性はない。
むしろ、(5)で書いた二次元人にとっての円とわれわれ三次元人にとっての球の間に関連性がある。
要するに、円(二次元)から球(三次元)へと次元を一つ上げている。

観測可能な我々の宇宙が曲率を持っていようが持っていまいが、われわれにはその曲率をイメージすることはできないので、
まずは素直に“普通”の球であると受け止めておけばよい。
そして、専門家が数式で計算した結果、曲率を持っているということを示したなら、
ああ、そういうものなのかと鵜呑みするしかないだろう。

なお、観測可能な宇宙ではわずかな負の曲率を持っていると計算されているが、きわめてゼロに近いようだ。
その不思議な理由もインフレーション理論を持ち出すとうまく解決する。

以上。

357名無しって、書けない?(東京都)2018/01/23(火) 23:11:34.57ID:Y16FhH7K0
>>352
願ったことは叶えられるという信条は尊いと思う。
ただ、現実問題としてはここ10年で火星に人類が行くのも厳しいだろうと個人的には思っている。
地球上にいれば、地球の磁場と大気という二つのシールドが有害な宇宙線を防いでくれている。
ところが、宇宙空間に飛び出すとそういうわけにはいかない。
単純な燃料計算から、火星に行くのに数年かかるといわれているが、
そんな長期間に宇宙線にさらされるとなると・・・・

さらには、火星への移住なんて夢のまた夢じゃないかな。
全ての核爆弾が使用された地球をメンテナンスするほうが、
磁場も大気もない火星を人間に都合のいいようにチューンアップするよりずっと簡単だろうと思う。

まあ、自分としては絶対に嫌だが、好奇心溢れる人には行ってほしいな。
夢を叶えるのは素晴らしいことだから。
火星にでもアルファケンタウリにでも宇宙の果てにでも。

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