kmd********

2021/3/2 2:58

77回答

赤方偏移について なぜ地球は伸びないのに光は伸びるんですか？

赤方偏移について なぜ地球は伸びないのに光は伸びるんですか？ また遠い銀河程早く遠ざかるらしいですが、空間が膨張しようと銀河が遠ざかる必要なくないですか？ 空間の膨張に物質を押しやる力があるんですか？

補足

ビックバンで物質が飛び散ったから速度があるみたいなイメージですかね？ビックバンだけではだめなんですか？宇宙が膨張していないとおかしくなる点を教えてください。もう回答に答えがあったらすみません。

天文、宇宙・32閲覧

ベストアンサー

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Schwarzschild

2021/3/2 20:00

地球などの天体は重力や磁力，強い力等によって自己収縮してます． 自分でまとまる力が働いてます． なので宇宙が膨張しても，天体が膨張することはないのです． 光の場合は，自身にそんな力は働いてません． 宇宙が膨張すれば，そのまま光の波長も長くなります． 高校物理で習うドップラー効果とは違います．宇宙膨張による赤方偏移は，意味を強調して「宇宙論的赤方偏移」ということもあります．通常ｚで表します．

ThanksImg質問者からのお礼コメント

わかりやすかったです。

お礼日時：3/3 0:29

その他の回答（6件）

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eb7********

カテゴリマスター

2021/3/2 18:09

実際にはまだ良く分かっていません。 赤方偏移が観測されていますから、遠方の星の光は引き延ばされています。おそらくこれは間違いありません。（おそらくというのは、遠くの星の時間がゆっくり進んでる…という時間の不均一現象が起きていないとは言い切れないからです） 遠方の星の光が引き延ばされているのは、地球側から見て遠ざかっており、ドップラー現象によって周波数が低い方へシフトしているのだとする考えが今のところは主流です。 地球の近くで距離を測って、宇宙空間が膨張している事実は確認されていません。宇宙全体が膨張しているのなら、我々の身体だってごく僅かずつ膨張しているはずです。人体程度のサイズではどう頑張っても計測限界以下でしょうが、さて、そもそも計測自体が可能なのかが疑問です。 宇宙のどこであっても光速度は不変です。 光（電磁波）の速度は、距離を時間で割ったものです。 はい、ここで”距離”が出て来ました。 仮に時間が宇宙のどこでも普遍的に進んでいると仮定すれば、宇宙空間が膨張すれば互いの”距離”は伸びるはずです。これは当たり前だと思いますよね。さて、”距離”を測るスケール（＝モノサシ）はどうでしょうか？ スケールも一緒に伸びてしまえば、”距離”の伸びは計測できません。そもそも人体や機械を作っている分子や原子も拡大してしまえば、空間の膨張は意味をなさなくなります。逆に、光（電磁波）の速度が（観測的には）変化しないのかが、問われる気がします。 我々もまた膨張しているのか？ そうではなくて、我々の周辺は膨張を免れているのか？ ……まだ、分かっていない点が多いのです。

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ideas

2021/3/2 14:41

宇宙膨張による赤方偏移はドップラー効果と違って相対速度で波長が伸びてるわけじゃありません。光源である天体から発した光がどれくらいの期間宇宙に居たかだけで決まります。光が発せられた後、地球に届くまでに宇宙が2倍になってれば波長も2倍に伸びることになります。 ＞空間の膨張に物質を押しやる力があるんですか？ そんなモノはありません。宇宙が始まった時から速度を持っていたと考えればいいので加速期間とか加速する力とか要らないんです。 宇宙膨張は基本的に等速膨張と考え、初期の減速期間とか最近の加速膨張とかは宇宙のエネルギー密度が関係する重力理論の係数程度に思えばいいんです。 そうは言っても相対速度と違って直線上だけじゃなくって全方位に等速直線運動してるなんてイメージは日常的にはあり得ない非日常現象なのでそれが一般相対性理論の真髄である「空間が伸び縮みする」という意味だと（理解するのはチョー難しい…）考えましょう。。

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W WISHBONE

2021/3/2 9:41

>なぜ地球は伸びないのに光は伸びるんですか？ 地球も光も伸びないので意味不明です。 ＞また遠い銀河程早く遠ざかるらしいですが、空間が膨張しようと銀河が遠ざかる必要なくないですか？ 観測の逆を考えていらっしゃいますね。遠方の銀河ほど速い速度で遠ざかること、宇宙の背景放射(専門の観測衛星を打ち上げているので、海なんか関係ないです-笑)から、遠方の銀河とその周辺の空間は一緒に地球から遠ざかっているのではないかと推測されています。 ＞空間の膨張に物質を押しやる力があるんですか？ いいえ。関係ないですよ。単に観測の結果が「天体と空間が一緒に動いているらしい」と出ていることからの推測です。 そうではないという場合はこれを否定する「観測結果」を提示しなくては全く相手にされませんね。 サイエンスはよく誤解されますが「初めに観測・実験ありき」なので。観測結果、実験結果にそぐわない理論に「なんの価値もない」のです。

W WISHBONE

2021/3/2 17:38

宇宙が膨張していないとおかしいではなくて、先に宇宙が膨張してると言う観測結果からビッグバンのようなものあったのではないかと言う推測になっている。 順番が逆。

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air********

2021/3/2 9:23

＞宇宙線体が拡大しているなんて嘘もいいところです。 この人アホだｗ 宇宙が膨張しているのは観測結果からだから確実ｗ 光が伸びるの意味がちょっとわからないが、波長が長くなるだけですよ。光は恒に光速で一定です。理屈はドップラー効果なのでｗｉｋｉで検索を。 空間が膨張していると同時に物質も広がる方向に最初から進んでいったからね。だから大きくみればお互いに遠ざかるように見える。

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ran********

2021/3/2 8:03

宇宙線体が拡大しているなんて嘘もいいところです。赤方偏移、恒星の光の波長が伸びる現象は屈折率の変化で説明できます。光は星間物質の濃度が濃い恒星や銀河周辺から希薄な宇宙に通り過ぎるとき、屈折率が変化するため波長が伸びるのです。 https://www.hikalikk.jp/2020/05/30/freq/ このことは光を扱う技術では基本的知識です。宇宙が拡大しているというのは単なる理屈合わせにすぎません。ちなみにビッグバンのもうひとつの理由とされる宇宙背景放射は、海からのマイクロ波を間違えたことがわかっています。当時のアンテナは指向性が悪かったのです。

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