子どもの「なんで？」に、大人は答えられる？ 第5回｜宇宙の端っこには何があるの？

「ねえ、宇宙ってどこまで続いているの？」

「ずっと宇宙を飛んでいったら、最後はどうなるの？」

夜空を見上げると、たくさんの星が輝いています。

その星の向こうにも星があり、さらに遠くには、数えきれないほどの星が集まった銀河があります。

では、その先には何があるのでしょうか？

宇宙をずっと進んでいったら、いつか壁のようなものにぶつかるのでしょうか？

それとも、宇宙はどこまでも続いているのでしょうか？

今回は、子どもだけでなく、大人も思わず考え込んでしまう「宇宙の端っこ」の不思議を探ってみましょう。

【① まずはクイズ！ 宇宙には端っこがある？】

Q．現在の科学で、宇宙の端っこについてわかっていることは、次のうちどれでしょう？

A．宇宙には大きな壁があり、その先には進めない

B．宇宙は無限に続いていることが証明されている

C．宇宙全体に端があるのかどうか、まだわかっていない

正解は……

C．宇宙全体に端があるのかどうか、まだわかっていない

です！

「えっ、科学がこんなに進歩しているのに？」

そう思うかもしれません。

実は、宇宙については多くのことがわかってきましたが、その全体の大きさや形については、まだ解明されていない部分があります。

ただし、ここで一つ大切なことがあります。

「私たちが見ることのできる宇宙」には、限界があるということです。

【② 宇宙はどこまで見えるの？】

私たちが夜空を見るとき、実は遠くの星の「昔の姿」を見ています。

どういうことでしょうか？

光はとても速く進みますが、それでも遠くから届くまでには時間がかかります。

例えば、太陽の光が地球に届くまでには、約8分20秒かかります。

つまり、今見えている太陽は、約8分前の姿なのです。

さらに遠くにある星なら、光が届くまでに何年も、何百年もかかることがあります。

例えば、100光年離れた星を見ているなら、私たちはその星の約100年前の姿を見ていることになります。

では、ものすごく遠くの宇宙を見ると、どうなるのでしょうか？

それは、宇宙のはるか昔の姿を見ることになります。

宇宙は、約138億年前に非常に高温・高密度だった状態から膨張してきたと考えられています。

そのため、私たちは宇宙の始まりよりも前から届く光を見ることはできません。

また、宇宙の初期には光が自由に進めない時代がありました。

現在、光を使って観測できる最も古い宇宙の姿の一つが、宇宙誕生から約38万年後に放たれた光の名残である「宇宙マイクロ波背景放射」です。

これは、宇宙全体を調べるための大切な手がかりになっています。

【③ 宇宙は138億歳なのに、もっと遠くまで見える？】

ここで、少し不思議な話があります。

宇宙の年齢は約138億年。

それなら、見える宇宙の半径も138億光年くらいだと思いませんか？

ところが、現在の宇宙の膨張を考慮すると、私たちから観測可能な宇宙の端までの距離は、現在の距離で約460億光年と見積もられています。

「138億年しかたっていないのに、どうして460億光年も離れているの？」

その理由は、光が進んでいる間にも、宇宙そのものが膨張しているからです。

例えば、ゴムのシートに2つの点を描いたとします。

そのシートを引っ張ると、点が自分で動かなくても、点と点の間の距離は広がります。

宇宙でも、遠くの銀河との距離は、空間の膨張によって変化しています。

そのため、昔に光を出した場所は、現在ではもっと遠くにあるのです。

ただし、この「約460億光年」という距離は、宇宙全体の大きさを表しているわけではありません。

あくまで、今の私たちが観測できる範囲の限界を表しています。

その向こうにも、宇宙が広がっている可能性があります。

【④ 宇宙の端には、壁があるの？】

では、宇宙をずっと進んでいったら、いつか壁にぶつかるのでしょうか？

現在の科学では、宇宙の端に壁があるという証拠は見つかっていません。

ここで、少し想像してみてください。

地球の表面を、ずっと歩いていくとどうなるでしょう？

海や山などの障害物がなければ、地球の表面を進み続け、いつか出発した場所に戻ってくることができます。

でも、地球の表面には「ここから先は地球の外」という端っこはありません。

実は、宇宙にもこれと少し似た考え方があります。

宇宙全体が有限の大きさだったとしても、端が存在しない形になっている可能性があるのです。

もちろん、地球の表面は2次元で、私たちが暮らす宇宙の空間は3次元です。

まったく同じものではありませんが、「大きさに限りがあること」と「端があること」は必ずしも同じではないというイメージをつかむことができます。

ただし、実際の宇宙がそのような形なのかどうかは、まだわかっていません。

【⑤ 小学生には、こう答えてみよう！】

では、子どもから「宇宙の端っこには何があるの？」と聞かれたら、どう答えればよいでしょうか。

子ども：「宇宙って、どこまで続いているの？」

大人：「実はね、宇宙がどこまで続いているのか、科学者にもまだ全部はわかっていないんだよ」

子ども：「えっ、宇宙の端っこは見えないの？」

大人：「とても遠いところからは、まだ光が届いていないんだ。だから、私たちが見られる宇宙には限界があるんだよ」

子ども：「じゃあ、その向こうには何があるの？」

大人：「そこにも宇宙が続いているかもしれない。でも、どこまで続いているのかは、まだわかっていないんだ」

子ども：「宇宙の最後には壁があるのかな？」

大人：「どうだろうね。地球の表面みたいに、端っこがない宇宙かもしれないよ」

こうして説明すると、難しい宇宙の話も少し身近になります。

大切なのは、まだわかっていないことを、無理に答えようとしないことです。

【⑥ 宇宙の外側には何があるの？】

ここまで考えると、さらに不思議な疑問が生まれます。

「宇宙の外側には何があるの？」

例えば、箱の外側には部屋があります。

部屋の外側には建物があり、建物の外側には街があります。

では、宇宙の外側には何があるのでしょうか？

実は、この質問はとても難しいものです。

なぜなら、宇宙という言葉を「存在するすべての空間や時間」と考えるなら、その外側というものを、普段の感覚と同じようには考えられないからです。

宇宙の外側にも別の宇宙があるのではないか、という仮説もあります。

いわゆる「マルチバース（多宇宙）」と呼ばれる考え方です。

しかし、ほかの宇宙が実際に存在するという確かな観測証拠は、現在のところ得られていません。

つまり、これはまだ科学的な研究や議論が続いているテーマなのです。

【⑦ 宇宙は今も大きくなっている！】

もう一つ、不思議な事実があります。

宇宙は、今この瞬間も膨張しています。

遠くの銀河から届く光を調べると、多くの銀河が私たちから遠ざかるように見えることがわかっています。

これは、銀河が単に宇宙空間を飛び回っているというだけでなく、宇宙の空間そのものが膨張しているためです。

では、宇宙は何かの中に向かって膨らんでいるのでしょうか？

風船を膨らませると、風船は周りの空気の中へ大きくなっていきます。

しかし、宇宙の膨張は、必ずしも宇宙の外側に空間があって、そこへ広がっているという意味ではありません。

宇宙の中の遠く離れた場所同士の距離が大きくなっている、ということなのです。

少し難しい話ですが、私たちが普段考えている「大きくなる」とは違うところが、宇宙の面白さでもあります。

【⑧ もし宇宙の端まで行けたら？】

最後に、少し想像してみましょう。

もし、光よりも速く移動できる特別な宇宙船があったら、宇宙の端っこまで行けるのでしょうか？

現在の物理学では、物体が真空中の光の速さを超えて移動することはできないと考えられています。

ですから、これはあくまで空想の話です。

それでも、もし自由に宇宙を旅できるとしたら、何を見てみたいでしょう？

地球からは見えない遠くの銀河？

まだ誰も知らない星？

それとも、宇宙の果てに広がる景色？

宇宙には、私たちがまだ見たこともない場所がたくさんあるはずです。

そして、その中には、今の科学では想像もできないような発見が待っているかもしれません。

【⑨ 「わからない」からこそ、面白い】

今回の疑問は、「宇宙の端っこには何があるの？」でした。

実は、現在の科学でも、宇宙全体の大きさや端の有無について、完全な答えは出ていません。

でも、だからこそ面白いのではないでしょうか。

昔の人は、地球がどのような形をしているのか、宇宙がどれほど広いのか、ほとんど知りませんでした。

それでも、「どうして？」「その先には何があるの？」と考え続けたことで、少しずつ新しいことがわかってきました。

今の子どもたちが大人になる頃には、宇宙について、もっと多くのことが解明されているかもしれません。

もしかすると、今は答えのない疑問に、未来の科学者が答えを見つけているかもしれません。

今度、夜空を見上げたとき、ぜひお子さんに聞いてみてください。

「宇宙って、どこまで続いていると思う？」

そして、どんな答えが返ってきても、こんなふうに話してみてはいかがでしょうか。

「面白いね。実は、大人にもまだわからないんだよ」

子どもの「なんで？」には、まだ誰も知らない未来の発見につながる可能性があるのかもしれません。

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