アンドロメダ星雲は地球から230万光年しか離れていませんので、宇宙の果てから見るとわずか５千分の１ですから、すぐお隣になります

宇宙の果て

　現在宇宙の果ては、１２０数億光年離れていると言われます。ビッグバンが起きて、現在宇宙はどんどん膨張しています。その一番遠くが地球から１２０数億光年と言われるのです。

　ふと疑問に思いました。

　１２０億光年離れているところから来ている光は、そこから１２０億年前に光を発しているはずです。宇宙が始まったビッグバンは１３７億年前と言われます。１２０億光年の宇宙の果てにあるエネルギー（分かりやすくするため星とします）は、ビッグバンから光速でも１２０億年かかってそこまで行ったと考えられますから、１２０億年かかってそこまで行って、そこから光を発して１２０億年かかって地球に届いたとすると、ビッグバンの誕生から２４０億年かかっていることになり、計算が合いません。

　理屈で言えば、その途中、地球から６０億光年離れているところで、光速で遠ざかっている星が発した光が、地球には６０億年かかって届く、その星は走り続けてそこからさらに、６０億光年離れた場所まで行く、そこで１２０億光年あたりまで行っているだろうと推測するのなら理解出来ます。しかし、報告されていることは、今どの辺まで行っているだろうという話ではなく、１２０数億光年遠くの宇宙を観測したということなのです。

　この点に疑問が出ましたので、国立天文台に教えて貰うことにしました。国立天文台は電子メールによる質問に電子メールで丁寧に教えていただきました。しかしなかなか簡単にわかることではありませんでした。奨められた本を買って、何とか理解しようとした結果、次のようなことかなと一応理解しました。

(1) 星が地球から離れている速度（後退速度）は、地球からその星までの距離に比例するというハップルの法則があります。 その比例常数は71 ± 4km/s/Mpc です。これは１メガパーセク離れている星は、毎秒７１キロメートルで遠ざかっているということです。

(2) 星が遠ざかっている速度は、赤方偏移で観測出来ます。ある早さで遠ざかっている星から出ている光の周波数は、ドップラー効果により（星の運動で遠ざかっているときはドップラー効果でいいのだが、宇宙の膨張によって赤方偏移が起きるのはドップラー効果とは異なると言われます）、赤い方にずれているということです。この速度が光に近くなってくると、相対性理論により少し複雑な式になりますが、計算することは出来ます。

(3) 従って、フラウンホーファー線のずれから直接観測される赤方偏移から、後退速度を計算し、それを(1) の式に入れるとその星までの距離が分かるというのです。

(4) 赤方偏移は後退速度を光速で割った値です。ところがこれが４．９あるものが観測されたというのです。後退速度が光速の４．９倍ということです。光速より大きいということは相対性理論によりあり得ませんので、一応私も計算してみて光速の９４％の速度であるという結果が出ました。これを(1) の式によって計算しますと、１２６億光年という結果が出て、まあなんとなく納得しました。

(5) ただし、赤方偏移が４．９と観測されたのは１２６億光年離れた星から来た光ではなく、もっと近いところからのものなので、その辺りになると今の私の理解を少し超えますので、もう少し勉強したいと思っています。