| English | 意味 |
|---|---|
| expanding/ekˈspændɪŋ/ | 膨張 |
| redshift/ˈredʃɪft/ | 赤方偏移 |
| Big Bang/bɪɡ bæŋ/ | ビッグバン |
| cosmic microwave background radiation/ˈkɒzmɪk ˈmaɪkrəʊweɪv ˈbækɡraʊnd ˌreɪdɪˈeɪʃn/ | 宇宙背景放射 |
| Hubble constant/ˈhʌbl ˈkɒnstənt/ | ハッブル定数 |
拡大する宇宙
- 遠くを見ると、あらゆる銀河が私達から遠ざかって急速に移動しているのがわかる。
- 宇宙全体が膨張しており、これが宇宙の始まりに関する手がかりとなっている。
- その手掛かりは、星の光の色の中に隠されている。
赤方偏移
- 銀河が私達から遠ざかるとき、私達が見える光は波長が長く伸びて、スペクトルの赤色側へシフトする。これを赤方偏移という。
- 銀河が私達から離れているほど、その赤方偏移の大きさは増す。
遠方銀河のスペクトルにおける赤方偏移
膨張する宇宙
v = H₀·d
銀河は遠いほど速く後退し、速度は距離に比例する。
遠方の銀河からの光は赤方偏移を示す。これは銀河が以下であることを意味する:
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後退する光源は光の波長を長く伸ばし、スペクトルの赤端方向へシフトさせる。
銀河の赤方偏移は距離とともにどう変化するか。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
遠方の銀河は速く後退するため、より大きな赤方偏移を示す。これがハッブルの法則の基礎である。
膨張する宇宙とビッグバン
- 遠方の銀河は赤方偏移しており、より遠いものほどその傾向が強まる。つまり銀河は離れつつある：宇宙は膨張している。
- この逆をたどると、かつてすべてのものが一点に集まっていたことになる。
- これがビッグバン説の根拠である。
すべての銀河が私たちから遠ざかっており、より遠いものほど速く遠ざかっている — 宇宙は膨張中
遠方銀河の赤方偏移の証拠は以下を示している：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
銀河が離れていくことは宇宙の膨張を意味し、これを逆に戻せば単一の始点であるビッグバンに辿り着く。
さらなる証拠と、宇宙の年齢
- 宇宙のあらゆる方向から微弱な電波放射が到来しています——これが宇宙電波背景放射（CMBR）です。これは、宇宙が膨張するにつれて引き伸ばされた初期の放射です。
- ハッブル定数は、銀河の後退速度$v$と距離$d$を結びつけます：
- これを逆算すると、$\dfrac{1}{H_0}$で宇宙の年齢を推定できます——ビッグバン説を裏付けるさらなる証拠となります。
宇宙背景電波放射（CMBR）は、空間のあらゆる方向から観測される。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
CMBRは宇宙全体を満たし、あらゆる方向から来ている。宇宙の膨張に伴い、初期放射がマイクロ波に伸びたものである。
ハッブル定数は約$H_0 = 2.0 \times 10^{-18}$/秒である。宇宙の年齢を推定せよ（$1/H_0$）、秒単位で答えよ。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
年齢 $\approx \dfrac{1}{H_0} = \dfrac{1}{2.0 \times 10^{-18}} = 5.0 \times 10^{17}\ \text{s}$ （おおよそ 16 億年）。
ハッブル定数$H_0$は、銀河の後退速度$v$と距離$d$を以下のように関係づける:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
$H_0 = \dfrac{v}{d}$；その逆数$\dfrac{1}{H_0}$は宇宙の年齢を推定する。
理解できましたか
- 赤方偏移: 後退する銀河からの光は赤色側へ引き伸ばされ、より遠いほど赤方偏移が大きくなります。
- 遠方の銀河がすべて後退している → 宇宙は膨張中である → ビッグバンの証拠となる
- あらゆる方向から来るCMBR（電波）もビッグバン説の証拠となります。
- ハッブル定数$H_0 = \dfrac{v}{d}$；宇宙の年齢$\approx \dfrac{1}{H_0}$