じじぃの「宇宙の大きさを求めよ!高校生クイズ・2011」

The Known Universe by AMNH 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=17jymDn0W6U
The Expanding Universe (Science Bulletins) 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=LsPqeS5I_QM
宇宙の大きさ 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=bZ1iHo-VI0M&feature=related
地球〜宇宙の果てまで 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&v=iS_kSVXrQJI&NR=1
ビッグバン 画像
http://homepage2.nifty.com/AXION/note/2006/images/20060906_001.gif
宇宙の大きさ│宇宙ワクワク大図鑑 宇宙科学研究所キッズサイト
http://www.kids.isas.jaxa.jp/zukan/space/structure.html
高校生クイズ・2011 「開成、灘、ラ・サールなど日本全国から名門校が集結」 2011年9月9日 日本テレビ
http://www.ntv.co.jp/quiz/index.html
宇宙の大きさ ウィキペディアWikipedia)より
現在我々が観測することができる最も古い時代に放たれた光は、約137億年前に約4200万光年離れた空間から放たれた光である。そしてその(光源がある)空間は、現在465億光年かなたにあり、光は137億年かけて137億光年の道のりを旅してきた、ということである。わずか4200万光年の距離を光が進むのに137億年もの時間を費やしたのは宇宙の膨張が地球への接近を阻んだためである。(これは、流れの速い川を上流へ向かう船がなかなか前に進めないことと似ている。宇宙空間の膨張は一般相対性理論より導かれる。よって電磁波の媒質である空間の膨張により地球を基点としたときの、地球から離れた場所にある光の速度が変化しても特殊相対性理論における「光速度不変の法則」とは矛盾しない)
我々の観測可能な領域を超える宇宙は、共動距離的な意味の場合、インフレーション理論に基づき、より広大であろうと予想されているが、いまだその大きさが有限なのか無限なのかすらわかっていない。
光行距離的な意味では、137億光年以上の距離では宇宙の晴れ上がり以前となるため光が直進できず、地球への旅ができない。つまりそのような距離そのものが存在しないことになる。

                                      • -

『ビジュアルでよくわかる宇宙の秘密 宇宙誕生の謎から地球外生命の真相まで』 中川人司/監修 クリエイティブ・スイート/編著 PHP文庫 2009年発行
宇宙の果てっどこ? (一部抜粋しています)
宇宙が膨張し続けているとしたら、その外側ってなにがあるの、どこかに果てがあるの? というのは、おそらく多くの人が抱く疑問でしょう。
「見える宇宙(観測できる宇宙)には、果てがありますが、では、見えない宇宙も含めた宇宙全体に果てはあるのでしょうか?
それについてはまだだれも答えを得ることはできていませんが、私たちがイメージするような「空間的な果て(端)」はないと考えられています。つまり、ずっと遠くまで行ったら端っこにぶつかって、その向こうに「宇宙の外側」がある、というものではありません。どこまでいっても宇宙は変わらず無限に続いているか、それとも空間的には有限であるものの、地球表面のように、ずっと進んでいくとまた元の場所に戻ってくるようなものなのではないかと想像されています。どちらの考えにも共通なことは。「宇宙には、中心や端といった特別な場所はなく、どこも同じ性質である」ということです。これは「宇宙原理」と呼ばれ、宇宙論の基本的な考え方となっています。

                                      • -

どうでもいい、じじぃの日記。
9/9、日本テレビ高校生クイズ・2011』で
ノーベル賞受賞者の増川敏英教授からの出題「宇宙の大きさを求めよ」というのがあった。
「宇宙の大きさを求めよ。ただし、宇宙の年齢を137億年とする」
宇宙の年齢(ビッグバンからの年齢) = 137億年 = 1.37 x 1010
1秒間の光の速度 = 3.0 x 108m
1年 = 365.25日
つまり、宇宙の年齢は
1.37 x 1010 x 365.25 x 24 x 602
であり、この間に光が進む距離(r)は
1.37 x 1010 x 365.25 x 24 x 602 x 3.0 x 108m
ということになる。
球の体積 = 4 / 3 x πr3を使って
ビッグバン時に光が発生し、それが届いている領域が宇宙の大きさとすると、球の体積はπ = 3.1416として
V = 4 / 3 x 3.1416 x (1.37 x 1010 x 365.25 x 24 x 602 x 3.0 x 108)3 = 9.1 x 1078m3
ということで、これが正解らしい。
V = 9.1 x 1078m3
意外とシンプルな計算だ!