光とブラックホール、そして宇宙の膨張速度に関する疑問を解説

「光はブラックホールを通り抜けない」と聞いたことがある人は多いですが、それと同時に「宇宙は光より速く膨張している」という話も耳にします。この二つの話が矛盾しているのではないかと思うかもしれません。この記事では、光の速度と宇宙の膨張に関する基本的な概念を分かりやすく解説し、この矛盾のように見える疑問に答えます。

光はブラックホールを通り抜けられない理由

まず、光がブラックホールを通り抜けられない理由について考えましょう。ブラックホールは、その重力が非常に強力で、光を含むすべての物質を引き寄せます。このため、ブラックホールの「事象の地平線」内では、光も逃れることができません。光の速度は宇宙で最も速い速度とされていますが、ブラックホール内ではその速度さえも無力化されるのです。

宇宙の膨張速度は光速を超える可能性がある

次に、宇宙の膨張速度に関する疑問です。実は、宇宙の膨張自体は「空間の膨張」であり、物体が移動する速度とは異なります。宇宙空間が膨張していることにより、遠くの銀河は私たちから遠ざかっていますが、この膨張速度は光速を超えることがあります。これは、空間そのものが膨張しているため、物体が実際に光速を超えるわけではなく、空間が拡大することで見かけ上、遠くの天体が光速を超えて遠ざかるのです。

光速を超えるものがない理由

物理学の基本的な法則によれば、光速を超える物体は存在しないとされています。しかし、前述のように、空間自体の膨張によって、遠くの天体が私たちから光速を超える速度で遠ざかっているように見えるのです。これは物体が速度的に光速を超えているのではなく、空間自体が膨張しているからです。

まとめ

光がブラックホールを通り抜けられない理由と、宇宙の膨張が光速を超える理由には大きな違いがあります。光はブラックホールの強力な重力によって引き寄せられ、逃げることができませんが、宇宙の膨張は空間そのものの拡大であり、光速の限界を超える現象です。これらの違いを理解することで、宇宙の不思議な性質をより深く理解できるようになるでしょう。