オルバースのパラドックス：なぜ夜空は暗いのか？
夜空は暗いですが、なぜなのか考えたことはありますか？宇宙には無数の星が散らばっているのに、それらの光が合わさって空全体を明るく照らしてもいいはずではないでしょうか？この疑問は「オルバースのパラドックス」として知られ、何世紀にもわたって天文学者たちを悩ませてきました。一見単純な答えがありそうですが、実はこの謎を解明することで宇宙の本質に関する驚くべき事実が明らかになります。
内容
- なぜ「暗い夜空」はパラドックスと見なされるのか？
- オルバースのパラドックスとは？
- オルバースのパラドックスに対する可能な（しかし間違った）解決策
- オルバースのパラドックスの解決：謎の解明
- 暗い夜空のパラドックス：まとめ
なぜ「暗い夜空」はパラドックスと見なされるのか？
「太陽が沈んでいるので、夜は空が暗い！」 と思われるかもしれません。しかし、星について考えましょう。
天の川銀河だけでも1,000億から4,000億個の星が含まれており、観測可能な宇宙には1,000億から2,000億個の銀河が含まれています。控えめに言っても、それは膨大な数の星です！これに、宇宙が実際には無限であるかもしれないという仮定を加えます。このような状況では、空の小さな部分は無数の星で満たされ、空がまばゆいばかりに明るくなるはずです。
ただし、実際にはそうではありません。この不一致は「オルバースのパラドックス」と呼ばれ、数分で解決します。しかし、現実にはそうではありません。
この謎めいた矛盾はオルバースのパラドックスとして知られ、ドイツの天文学者ハインリッヒ・ヴィルヘルム・オルバース（1758–1840）にちなんで名付けられました。その理由を数分で解き明かしていきますので、ぜひ最後までお付き合いください！
オルバースのパラドックスとは？
オルバースのパラドックスを簡単に説明すると、次のようになります：
もし宇宙が無限であり、そこに均等に分布した無限の数の星が存在するなら、空全体が星で覆われているはずです。どの方向を見ても星が見えるはずで、夜空は明るく輝いているはずです。それなのになぜ暗いのでしょうか？
オルバースのパラドックスをよりよく理解するために、厚い森の真っ只中にいる自分を想像してみます。どこを見ても、隙間のない木の壁が見えます。そして、それはただの森であり、大きくなる可能性がありますが、決して無限ではありません。今、このアナロジーを恒星で満たされた無限の宇宙に利用してみてください！
オルバースのパラドックスに対する可能な（しかし間違った）解決策
何世紀にもわたって、暗い夜空の不可解な現象を説明するためのいくつかの試みがありました。これらの説明のいくつかを分解して、反論します。
宇宙の恒星は、均一ではなく、フラクタルに分布しています
これが間違っている理由：この仮説はパラドックスを説明している可能性がありますが、現代の天文データはそれをサポートしていません。 宇宙はほぼ完全に等方性（つまり、すべての方向で同じだ）であるように見えます。
宇宙には有限の数の恒星があります
これが間違っている理由：たとえそれが有限であっても、宇宙の恒星の数は依然として膨大であり、夜空全体を照らすのに十分でしょう。
星が遠すぎて暗すぎるため、一部の恒星は見えません
これが間違っている理由：無限の宇宙を、地球を中心とした球形の層に分割しましょう。1つの層に一定量の恒星が含まれている場合、宇宙の均質性により、地球から2倍離れた位置にある層には4倍の恒星が含まれます。ただし、逆二乗の法則によれば、地球から観測した場合、次の層の恒星も4倍の調光でも輝きます。これは、これらの各層の総光度が同じになることを意味します。したがって、恒星のすべての層は、どれほど離れていても、同じ量の光を生成します。その結果、空は均一に照らされます。
宇宙は、遠くの恒星からの光を遮る星間塵で満たされています
これが間違っている理由：星の光は必然的に塵を加熱します。エネルギー保存の法則によれば、塵はすぐに吸収された光を再放射し始め、恒星のように明るく輝きます。
オルバースのパラドックスの解決：謎の解明
夜空が暗い理由には、2つの主な要因 があります。これらの要因によって、私たちは夜空の星の間に「空白の空間」を見ることができるのです。
- 1. 宇宙は無限に古いわけではありません。
宇宙は約138億年前のものです。光は移動するのに時間がかかるので、138億光年離れた場所にある物体しか観測できません。宇宙は無限の大きさであるため、多くの恒星や銀河は、それらの光がまだ人間に届いていないという理由だけで私たちには見えません。
- 2. 宇宙は膨張しています。
1929年、エドウィン・ハッブルは宇宙が膨張していることを発見しました。これにより、遠方の銀河からの光が引き伸ばされ、私たちから遠ざかるにつれて波長が長くなる現象が起こります。これが赤方偏移と呼ばれる効果です。光が波長の長い赤外線領域に移動すると、人間の目では見えなくなるため、遠くの星や銀河は視認できなくなります。
つまり、夜空の暗さは時間・空間・人間の視覚の限界によるものなのです。
暗い夜空のパラドックス：まとめ
空のどこを見ても、必ず星や銀河があります。しかし、それらの多くはまだ光が私たちに届いていないか、赤外線領域に移動してしまっているため、私たちの目には見えません。これが、夜空が暗く見える理由です。では、私たちに見える星を探してみませんか？Sky Tonightアプリを使えば、空に輝く明るい星をリアルタイムで特定できます！
