Ask Ethan: What Does The Edge Of The Universe Look Like?
イーサンに尋ねる：宇宙の縁はどのように見えますか？
シミュレートされた大規模な宇宙の構造は、[+]
138億年前、私たちが知っている宇宙は熱いビッグバンで始まりました。その時代、宇宙そのものが拡大し、その物質は重力の誘惑を受け、その結果が今日の宇宙です。しかし、それだけではありませんが、私たちが見るものには限界があります。ある距離を越えて、銀河は消え、星は煌めくようになり、遠方の宇宙からの信号は見えません。それ以外に何がありますか？これは今週のDan Newmanの質問です。
宇宙の体積が有限であれば、境界はありますか？それは親しみやすいですか？そしてその方向への見方は何でしょうか？
私たちの現在の場所から始め、可能な限り遠くまで探してみましょう。
近くにある星や銀河は、[+]と非常によく似ています。
私たち自身の裏庭では、宇宙は星でいっぱいです。しかし、約10万光年以上離れて、あなたは天の川を残しました。それ以外にも、銀河の海があります。観測可能な宇宙にはおそらく2兆もの銀河が含まれています。彼らは種類、形、大きさ、大衆の非常に多様性があります。しかし、もっと離れたものに目を向けると、珍しいものが見つかるようになります。銀河が遠くなればなるほど、それは小さくて質量が小さくなり、星は本質的により青みを帯びるようになります近くのもの。
どのように銀河が[+]
これは、誕生日である宇宙の文脈では意味があります。それは、私たちがそれを知っている宇宙が生まれた日、ビッグバンのことです。比較的近くにある銀河については、私たちとほぼ同じ時代です。しかし数十億光年離れた銀河を見ると、その光は何十億年もの間、私たちの目に届く必要があります。私たちに到達するのに130億年かかる光は、10億年未満でなければなりません。遠く離れていくにつれて、基本的に時間を振り返ります。
Hubble eXtreme Deep [+]の完全なUV可視IR複合体は、
上記の画像は、これまでに撮影された遠方の宇宙の最も深い画像であるハッブル・エクストリーム・ディープ・フィールド（XDF）です。この画像には、数千もの銀河があります。私たちから、そしてお互いから、非常に多様な距離にあります。しかし、あなたが単純な色で見ることができないのは、各銀河には、原子の単純な物理学に基づいてガスの雲が非常に特定の波長で光を吸収するスペクトルが付いているということです。宇宙が拡大するにつれて、その波長は伸びるので、そうでない場合よりも遠く離れた銀河は赤色に見えます。その物理学は私たちに距離を推測させ、距離を割り当てるとき、最も遠い銀河はすべての中で最も若いものと小さいものです。
銀河を越えて、宇宙にはまだ星を形成するのに十分な高密度に物質を引き込む十分な時間がなかったときに、最初の星、そして中性ガス以外の星があると期待しています。何百万年も前に戻ると、宇宙の放射線は非常に熱いので、中性原子が形成されず、光子が荷電粒子から連続的に飛び散った。中性原子が形成されたとき、その光は、宇宙の拡張以外の何の影響も受けずに、まっすぐに直線的に流れなければなりません。 50年以上前のこの残骸の発見 - 宇宙マイクロ波の背景 - は、ビッグバンの最終的な確認でした。
銀河を越えて、宇宙にはまだ星を形成するのに十分な高密度に物質を引き込む十分な時間がなかったときに、最初の星、そして中性ガス以外の星があると期待しています。何百万年も前に戻ると、宇宙の放射線は非常に熱いので、中性原子が形成されず、光子が荷電粒子から連続的に飛び散った。中性原子が形成されたとき、その光は、宇宙の拡張以外の何の影響も受けずに、まっすぐに直線的に流れなければなりません。 50年以上前のこの残骸の発見 - 宇宙マイクロ波の背景 - は、ビッグバンの最終的な確認でした。
宇宙の歴史の模式図で、[+]
だから、今日の私たちは、好きな方向に目を向けることができ、同じ宇宙の物語が展開するのを見ることができます。今日、ビッグバンから138億年後、私たちは今日知っている星と銀河を持っています。以前、銀河はより小さく、より青く、より若く、進化していませんでした。その前に、最初の星があり、それ以前は中性の原子だけが存在していました。中性原子の前にはイオン化されたプラズマが存在し、さらに早い時期に自由陽子と中性子、物質と反物質、自由クォークとグルーオンの自発的生成、スタンダードモデルの不安定粒子、そして最後にビッグ自分自身を強打。より大きな距離を目指すことは、すべての時間を見直すことと同じです。
観察可能な[+]尺度のアーティストの対数スケールの概念は、
これは私たちの観測可能な宇宙を定義しますが、ビッグバンの理論的境界は現在の位置から461億光年に位置していますが、これは宇宙の本当の境界ではありません。代わりに、それは単に時間の境界です。光の速度は、ホットビッグバン以来138億年に渡って、これまでのところだけの情報の移動を可能にするため、私たちが見ることには限界があります。その距離は、宇宙の布地が広がっている（そして拡大し続けている）ため、138億光年よりも遠いですが、依然として限られています。しかし、ビッグバン以前はどうでしたか？宇宙が最高のエネルギー、暑くて緻密で、物質、反物質、放射線でいっぱいだったときよりも、ちょっと前のほんの少し早く時間に行ったとすれば、あなたはどう思いますか？
インフレはホット・ビッグ・バンを設立し、[+
あなたは、宇宙が非常に速く拡大していて、宇宙自体に固有のエネルギーによって支配されていた宇宙膨張という状態があったことがわかります。この間に空間は指数関数的に拡大し、平らに伸ばされ、どこにも同じ性質が与えられ、既存の粒子がすべて押し出され、空間に固有の量子フィールドの変動が宇宙全体に広がった。私たちがいるところでインフレが終わると、ホット・ビッグ・バンは宇宙に物質と放射線を吹き込み、今日見ている宇宙の一部（観測可能な宇宙）を生み出しました。 138億年後、ここにいます。
観測可能な宇宙は[+]
事は、宇宙でも時間的にも私たちの場所について特別なものは何もありません。 4600億光年離れていることがわかるという事実は、その境界やその場所を特別なものにしません。単に私たちが見ることのできる限界をマークしています。どこかでビッグバンが起こってから138億年が経過しているように、宇宙全体の「スナップショット」を観察可能な部分を超えて見ることができれば、今日の近くの宇宙のように見えます。銀河、クラスター、フィラメント、および宇宙の空隙の宇宙の巨大なウェブがあり、我々が見ることができる比較的小さい領域をはるかに超えています。どんな場所にいても、私たち自身の視点から見るような宇宙を見ることができます。
宇宙の最も遠い眺めの1つはショーケース[+]
私たち自身の太陽系、銀河、地方のグループなどの詳細は、他の観察者の視点とは異なっているように、個別の詳細は異なるでしょう。しかし、宇宙自体は有限ではありません。それは有限である観測可能な部分だけです。その理由は、私たちを残りのものから切り離す境界、つまりビッグバンがあるということです。私たちは望遠鏡（これは宇宙の初期に見える）と理論によってのみその境界に近づくことができます。フォワード・フローを回避する方法を見つけ出すまで、それは宇宙の「端」をよりよく理解するための私たちの唯一のアプローチになります。しかし、宇宙では？エッジは全くありません。私たちが知ることができる最高のものに、私たちが見るものの端にいる誰かが、代わりに私たちを端として見ているでしょう！