なぜ何億光年も遠くを見ると過去がわかるのか？文系でもわかりやすく解説

「なぜ何億光年も遠くを見ると過去がわかるのか？」という質問は、天文学や物理学の面白い現象に関わるものです。文系の方でも理解しやすいように、簡単な例を使って説明していきます。地球から遠くの星を見た時、どうしてその星の過去を観察できるのか、そしてその原理について解説します。

1. 光の速さと時間の関係

まず、光は非常に速く、1秒間に約30万キロメートルも進みます。しかし、この速さでも、光が私たちの目に届くまでには時間がかかります。例えば、私たちの最寄りの星、太陽から地球までは光が8分で届きます。つまり、私たちが太陽を見ているのは、8分前の太陽の姿だということです。

星が何億光年も遠くにある場合、その光が地球に届くまでには何億年もかかります。ですから、遠くの星を見るということは、その星が何億年前に発した光を見ていることになります。つまり、遠くの星を見ることで、その星の「過去」を見ることができるのです。

宇宙は膨張しており、遠くの星や銀河は私たちからどんどん離れていっています。この膨張により、遠くの星からの光は、私たちが観察する時に「赤方偏移」を起こします。赤方偏移とは、光の波長が長くなる現象で、遠くの星が私たちから遠ざかる速度が速いほど、この赤方偏移は大きくなります。

赤方偏移を測定することで、私たちは遠くの星がどれだけ速く遠ざかっているか、またその星がどれくらい昔のものかを知ることができます。これにより、過去の宇宙の姿を推測することができるのです。

また、光はただ速いだけではなく、光が宇宙を進む過程で「時間の遅れ」という効果も関係しています。例えば、非常に遠くの星から発せられた光は、私たちがそれを観察するまでに時間がかかるため、その光が発された時点での「過去の情報」を私たちが受け取ります。

これは、宇宙の膨張と関連しており、私たちが遠くの星を観測することで、実際にはその星がどのように変化してきたかの「歴史」を見ることができるというわけです。

簡単に言うと、遠くの星を見ているのは、その星が発した光が私たちに届くまでに時間がかかるからです。つまり、何億光年も離れた星を観測すると、その光は何億年前に発せられたものなので、私たちはその星の過去を見ていることになります。この現象は、光の速さや宇宙の膨張と関係しています。

これが「遠くを見ると過去がわかる」という理由です。宇宙の深い謎を解くためには、時間と空間の関係を理解することが大切です。この知識は、天文学や物理学を学ぶうえで非常に面白い発見をもたらしてくれるでしょう。