第9回｜宇宙は本当に無限なのか？有限か無限かをやさしく解説
宇宙はとても広いと言われます。
しかし
ここでこんな疑問が浮かびませんか？
宇宙はどこまでも続いているのでしょうか？
それとも
宇宙には限界があるのでしょうか？
この問題は
宇宙研究でも
とても重要なテーマです。
この記事でわかること
この記事では次のことを解説します。
・宇宙は無限なのか
・宇宙の形の可能性
・現在の研究で分かっていること
宇宙ニュースを理解するための
重要な基礎知識になります。
結論
現在の宇宙研究では
宇宙が無限かどうかは
まだ分かっていません。
しかし
観測結果から
宇宙は非常に大きく
ほぼ平らな形をしている
と考えられています。
観測できる宇宙には限界がある
まず大事なポイントがあります。
私たちが観測できる宇宙には
限界があります。
これを
観測可能な宇宙
と呼びます。
現在の観測では
宇宙は
直径約930億光年
の範囲まで観測されています。
※この数値は現在の観測研究に基づく推定値です。
観測できない宇宙もある
ここで疑問が出てきます。
観測可能な宇宙の外には
何もないのでしょうか？
実は
その外にも宇宙が続いている可能性
があります。
なぜなら
宇宙は今も
膨張しているからです。
遠くの領域は
光がまだ地球に届いていないだけ
という可能性があります。
最新の研究では
観測できない宇宙も含めた
宇宙全体の大きさは
私たちが見える範囲の
少なくとも数百倍以上
ある可能性があると
考えられています。
宇宙の形
宇宙の広さを考えるとき
重要なのが
宇宙の形
です。
宇宙の形には
いくつかの可能性があります。
可能性① 無限の宇宙
1つ目の可能性は
宇宙が無限に広がっている
という考え方です。
この場合
宇宙は
どこまで進んでも
終わりがありません。
どこまでも
宇宙が続いています。
もし宇宙が本当に無限なら
少し不思議なことが
起こるかもしれません。
確率的には
あなたとまったく同じ遺伝子を持ち
まったく同じ生活をしている人
が
宇宙のどこかに
存在する可能性もあります。
これは
無限の宇宙を考えると
導かれてしまう不思議な結論です。
可能性② 有限だが端がない宇宙
もう一つの可能性があります。
それが
有限だけど端がない宇宙
です。
これは少し不思議な形です。
例えると
地球の表面のようなものです。
地球の表面は
どこまでも歩くことができます。
しかし
端はありません。
別の例えでは
テレビゲームのマップのようなものです。
右端まで進むと
左側から
また出てくるゲームがあります。
どこまで進んでも
壁にはぶつかりません。
しかし
マップの広さには
限界があります。
宇宙も
このような形をしている
可能性があります。
平らな宇宙とは
現在の観測では
宇宙は
ほぼ平らな形
と考えられています。
ここで注意が必要です。
宇宙が平らというのは
板のように薄いという意味ではありません。
これは
空間の性質
の話です。
例えば
宇宙の中で
2本の平行な線を引いたとします。
その線が
どこまで行っても
・交わらない
・離れていかない
という状態なら
その空間は
平らな宇宙
と呼ばれます。
つまり
学校で習う図形の問題が
そのまま成り立つ空間
という意味です。
宇宙の形はどう調べるのか
宇宙の形は
宇宙背景放射
銀河の分布
宇宙膨張
などを観測することで
研究されています。
これらの観測は
NASA（アメリカ航空宇宙局）
JAXA（宇宙航空研究開発機構）
ESA（欧州宇宙機関）
などの研究機関によって
行われています。
現在の研究
現在の観測では
宇宙は
非常に大きく
ほぼ平らな形
であることが分かっています。
しかし
宇宙が
・有限なのか
・無限なのか
は
まだ完全には分かっていません。
まとめ
宇宙が無限なのかどうかは
まだ分かっていません。
現在の研究では
宇宙は
非常に大きく
ほぼ平らな形
と考えられています。
宇宙の本当の大きさは
まだ謎のままです。
宇宙インサイトラボシリーズ
宇宙インサイトラボでは
宇宙ニュースを理解するための基礎知識を
シリーズ形式で解説しています。
現在のシリーズ
1 宇宙はどれくらい広いのか
2 ブラックホールとは何か
3 宇宙はどうやって始まったのか（ビッグバン）
4 ダークマターとダークエネルギー
5 宇宙の未来はどうなるのか
6 宇宙の果てはどうなっているのか
7 宇宙は本当に無限なのか（この記事）
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