宇宙に果てはあるのか、見える宇宙の大きさ

私たちに見える宇宙には限りがあり、その半径は約460億光年です。宇宙の年齢は約138億年なのに、なぜそれより遠くまで見えるのでしょうか。そして見える範囲の外に、宇宙の「果て」はあるのでしょうか。

01 わかっていること宇宙に果てはあるの？

見える範囲には境目がありますが、宇宙そのものの端は見つかっていません。境目は、宇宙が始まってから今までに光が届く距離で決まる「見える限界」です。

光の速さには限りがあり、宇宙には始まりがあります。だから、宇宙が始まってから今までに光が届く範囲しか見えません。この範囲を「観測可能な宇宙」、その境目を「粒子の地平線」と呼びます[1]。

境目は、宇宙が終わっている場所ではありません。海の水平線の向こうにも海が続いているように、見えないだけです。ビッグバンは1点からの爆発ではなく、宇宙のどこにも中心はありません（ビッグバンの証拠）。

境目までの距離は、今の距離で約460億光年です[1]。光が旅をした138億年のあいだに、空間そのものが広がり続けたため、光が進んだ距離より遠くなっています。

02 どうやってわかったのかどうやって調べたの？

見える宇宙の大きさは、膨張の速さと宇宙の中身から計算します。宇宙が平らか、小さく閉じていないかは、宇宙マイクロ波背景放射の模様で調べられています。

03 数字と例えでいうと見える宇宙はどれくらい大きいの？

見える宇宙の直径は約920億光年です。1光年を1ミリに縮めると、天の川銀河は直径100メートル、見える宇宙の半径は約4万6000キロで、地球1周より長くなります。

04 まだわかっていないこと宇宙は有限なの？無限なの？

わかっていません。見える範囲では平らで、閉じている証拠もありません。ただ、見える範囲の外は観測できないので、宇宙全体の大きさや形は決められていません。

• 宇宙全体は有限か無限か平らだという測定にも、±0.0019ほどの幅があります[2]。ごくわずかに曲がっていれば、宇宙は巨大な球の表面のように閉じていて、有限かもしれません。
• 見える範囲の外はどうなっているか標準的なモデルでは、外にも同じような宇宙が続いていると考えます。ただ、光が届かない場所なので、観測で確かめる方法はありません。
• 宇宙のつながり方（形）見える範囲より小さい大きさで閉じている証拠は見つかっていません[3][4]。見える範囲より大きな大きさで閉じている可能性は、残っています。
• 見える範囲の大きさの数字460億光年という値は、宇宙の膨張の速さと中身の割合から計算したものです。膨張の速さは測り方で約8%食い違っていて（ハッブル・テンション）、細かい値は前提で変わります。

05関連する記事

06よくある質問

宇宙の果てには何があるの？

見える宇宙の境目（粒子の地平線）は約460億光年先にありますが、そこは宇宙の端ではなく、光が届く限界です。その外にも宇宙が続いていると考えられていますが、光が届かないので観測では確かめられません。

宇宙は138億歳なのに、なぜ460億光年先まで見えるの？

光が旅をしているあいだにも、空間そのものが広がり続けたからです。138億年前に出た光の出どころは、今では約460億光年先まで離れています。

宇宙は無限に広いの？

わかっていません。観測では宇宙はほぼ平らで、小さく閉じている証拠もありません。ただ、測定にはわずかな幅があり、見える範囲の外は確かめられないため、有限か無限かは決まっていません。

光より速く遠ざかる銀河があるのは、相対性理論に反しないの？

反しません。銀河が空間の中を光より速く動いているのではなく、間の空間が広がっているためです。約145億光年より遠い銀河は今、光より速く遠ざかっていますが、その光が私たちに届くこともあります。

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