たくさんの銀河を乗せて宇宙は膨張しています。
わかりやすくするために銀河が等間隔に並んでいるとして、
私たちの銀河、お隣の銀河、
さらにおとなりの銀河が時間とともに広がっていることを図１を用いて先週説明しました。
銀河を目印にして物差しの目盛を考えて、
目盛が時間と共に伸びてゆくと考えれば良かったのでした。
物差しがまるで伸びるゴムで出来ているようです。

宇宙が膨張していることにどうして人類は気がついたのでしょう。

銀河が百万光年おきに並んでいるとします。
図1で、一目盛りが百万光年です。
上の段は現在、下の段は一年後とします。
一年間でお隣の銀河はラフランスの絵一つぶん離れました。
さらにお隣の銀河は、私たちの銀河からみて、ラフランスの絵ふたつぶん離れています。

以上のことから次のことが分かります。
私たちの銀河から見て、
百万光年遠い銀河は、毎年ラフランスの絵一つぶん遠ざかり、
二百万光年遠い銀河は、毎年ラフランスの絵二つぶん遠ざかり、
三百万光年遠い銀河は、毎年ラフランスの絵三つぶん遠ざかります。
こうして、銀河の遠ざかる早さは銀河までの距離に比例することがわかります。
距離と後退速度のグラフを作ると図２のようになります。
黒い■です。
そして、実際の銀河の観測データを描いたのが赤い小さい■です。
みごとに比例関係を示します。

銀河のデータは宇宙が膨張していることを示したのです。
これを、見つけたエドウィン・ハッブルの名をつけて、これをハッブルの法則と呼んでいます。
測定値に依れば、ラフランスの絵ひとつぶんは、地球と太陽の間の距離の47倍程度です。

時間が進むと銀河は互いに距離が広がりますが、時間を逆に過去にたどると銀河は互いに接近します。
どんどん時間をさかのぼるとついにすべての銀河が一点に集まり、
高温高密度の火の玉になります。
この火の玉から宇宙が始まっりいまそれが膨張を続けていると予測できますね。
これをビッグバンと呼びます。、
これは想像だったのですが、
現在ではこの火の玉の光をとらえることに成功してしまったのですから、
驚きです。
こうして、宇宙が火の玉から始まったことは確かなこととなりました。





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図1 宇宙の膨張の様子 
http://astr-www.kj.yamagata-u.ac.jp/~shibata/yamashin/389-fig1.jpg


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図2 ハッブルの法則(データはFreedmanら, 2001年)
http://astr-www.kj.yamagata-u.ac.jp/~shibata/yamashin/389-fig2.jpg


本文終わり

references
Freedman et al., 2001, Astrophys. J.  553, 47
パワポ
http://astr-www.kj.yamagata-u.ac.jp/~shibata/yamashin/389-fig.pptx