光の速さがやばい！1秒で地球7周半なのに宇宙では遅すぎる

宇宙で最速クラスの存在。

光です。

その速さ、

秒速約30万km。

1秒です。

1時間でも、 1日でもありません。

1秒で約30万km。

地球一周は、 約4万km。

つまり光なら、

1秒で地球を約7周半できます。

……速すぎません？

人間がまばたきしている間にも、 地球を何周もしています。

これだけ聞くと、 宇宙のどこへ行くのも一瞬に思えます。

ところが、

宇宙では、この光ですら全然速くありません。

ここから距離感が壊れます。

まず、正確には秒速299,792km。

真空中の光速は、 正確には、

299,792,458メートル毎秒。

つまり、 約29万9792km毎秒です。

通常は分かりやすく、

秒速約30万km

と表現します。

30万km。

車なら、 ちょっと意味が分かりません。

新幹線でも、 意味が分かりません。

ロケットと比べても、 桁が違います。

もう「速い乗り物」という比較をすること自体が間違っています。

太陽の光は、今この瞬間の太陽じゃない。

毎日見ている太陽。

地球からの距離は、 約1億5000万kmです。

光なら一瞬だと思いますよね。

違います。

約8分20秒かかります。

つまり、 私たちが今見ている太陽は、

約8分20秒前の太陽です。

今この瞬間の太陽を、 私たちは見ることができません。

仮に太陽で何か大きな変化が起きたとしても、 光やその影響が届くまで、 すぐには分かりません。

地球と太陽なんて、 宇宙ではご近所です。

それなのに、 最速の光で8分以上。

もう嫌な予感がします。

月ですら「今」ではありません。

もっと近い月ならどうでしょう。

月までの平均距離は、 約38万km。

光なら、

約1.3秒。

月を見上げたとき、 私たちが見ているのは、 約1.3秒前の月です。

往復なら、 約2.6秒。

実際、 月面に置かれた反射器へレーザーを飛ばして、 戻ってくる時間から地球と月の距離を測ることもできます。

宇宙では、距離を「光が何秒かかったか」で測り始めます。

メートルとかkmとかでは、 数字が大きくなりすぎるんです。

そして登場する「光年」。

宇宙の話でよく出てくる、 光年。

名前に「年」と付いているので、 時間の単位っぽく見えます。

でも、

光年は距離の単位です。

光が1年間で進む距離。

それが1光年です。

約9兆4600億km。

9兆です。

もうkmで言う意味が、 だんだんなくなってきました。

宇宙、「数字が長すぎるから新しい単位作ろう」となっています。

その1光年ですら、宇宙では短い。

1年間ずっと、 秒速30万kmで進み続ける。

普通なら、 相当遠くまで行けそうです。

でも、 最も近い恒星系までですら、

約4.2光年。

太陽を除いて地球に最も近い恒星、 プロキシマ・ケンタウリまで、 光でも4年以上かかります。

秒速30万kmですよ。

地球を1秒で7周半できるやつです。

それが、

4年以上ずっと走って、やっと隣の恒星。

宇宙、 広すぎません？

しかも「隣」です。

ここが大事です。

4.2光年先は、 宇宙の果てでも、 銀河の端でもありません。

近所です。

太陽系から見て、 最寄りの恒星です。

東京から大阪どころではありません。

玄関を出て、

「一番近い家まで4年です」

と言われているようなものです。

しかも、 光の速さで。

距離感が、 完全におかしくなっています。

天の川銀河を横断するだけで約10万年。

では、 私たちがいる天の川銀河はどうでしょう。

天の川銀河の直径は、 およそ10万光年規模と考えられています。

つまり、 端から端まで光が進むだけで、

約10万年。

光ですよ。

人類史どころか、 文明の歴史より圧倒的に長いです。

今、 銀河の向こう側から光を出したとして、

到着する頃には、今いる人間は誰もいません。

いや、 国とか文明とか、 そういうレベルでもありません。

10万年です。

宇宙は時間の使い方が豪快すぎます。

さらに、その銀河が何千億個規模である。

天の川銀河だけでも、 もう十分巨大です。

でも、 宇宙には銀河が他にもあります。

大量にあります。

私たちの天の川銀河は、 宇宙に存在する無数の銀河の一つにすぎません。

近くの大銀河、 アンドロメダ銀河までの距離は、

約250万光年。

つまり、 今見えているアンドロメダ銀河は、

約250万年前の姿です。

250万年前ですよ。

まだ現代人類の歴史より、 はるかに前です。

空を見上げるだけで、 過去を見ています。

望遠鏡は、遠くを見るほど過去を見る。

ここが宇宙観測の面白いところです。

遠い天体ほど、 光が地球へ届くまで長い時間がかかります。

100光年先なら、 100年前。

1000光年先なら、 1000年前。

100万光年先なら、 100万年前。

何十億光年先なら、

何十億年も昔の宇宙を見ています。

つまり巨大望遠鏡は、 単なる遠距離カメラではありません。

ほぼタイムマシンです。

もちろん、 過去へ行っているわけではありません。

昔に出た光が、 今ようやく届いているだけです。

でも結果として、 昔の宇宙を見ることができます。

これ、 改めて考えると相当すごい話です。

「宇宙の今」を見ることはできない。

ここまで考えると、 ちょっと不思議なことが分かります。

遠い銀河を見ているとき、 私たちはその銀河の現在を見ていません。

何百万年。

何億年。

何十億年。

昔の姿です。

ということは、

宇宙全体の「今」を同時に見ることはできません。

近いものは比較的新しい。

遠いものは古い。

空を見渡すと、

距離によって別々の時代が同時に見えているんです。

宇宙の写真って、 実は時間が混ざっています。

じゃあ光より速く進めばいいじゃん。

ここで当然、 こう思います。

光が遅いなら、 もっと速く進めばいい。

残念ながら、 現在の物理学では、

質量を持つ物体を真空中の光速まで加速することはできません。

特殊相対性理論によれば、 物体を光速へ近づけるほど、 必要なエネルギーはどんどん増えます。

そして光速へ到達するには、 有限の質量を持つ物体では到達できないほどのエネルギーが必要になります。

宇宙、「最高速度」が物理法則に組み込まれています。

しかも光速は、誰から見ても同じ。

光速のさらに変なところです。

普通なら、 速度は足し算できます。

時速100kmで走る車の中から、 前方へ時速10kmでボールを投げれば、 地面から見るとだいたい時速110km。

感覚的には分かります。

ところが光は、 そうなりません。

どれだけ高速で移動している観測者から測っても、 真空中の光速は同じ。

約30万km毎秒。

これを成立させるために、

時間。

距離。

同時という概念。

これらの方が変化します。

光速を守るために、時間と空間の方が折れます。

いや、 光どれだけ優先されてるんですか。

これが「時間の進み方が変わる」につながる。

高速で移動する物体では、 時間の進み方が変わります。

これはSFだけの話ではありません。

相対性理論の効果は、 GPSのような現実の技術でも考慮されています。

光速が一定という単純そうなルールを突き詰めた結果、

時間そのものが絶対ではない

という話につながりました。

最初は、

「光って速いね」

という話だったはずです。

気づいたら時間の正体の話になっています。

宇宙の話、 すぐこうなります。

じゃあ宇宙の膨張で光速を超えるのはどういうこと？

ここは少しややこしいところです。

遠い銀河について、

「光速より速く遠ざかっている」

と表現されることがあります。

でも、 その銀河が宇宙空間の中をロケットのように光速超えで飛んでいる、 という意味ではありません。

宇宙では、

銀河と銀河の間の空間そのものが膨張します。

十分遠く離れた場所では、 空間の膨張によって距離が増える速度が、 光速を超えることがあります。

これは、 物体が局所的に光速を超えて移動することとは別の話です。

最高速度があるのに、宇宙そのものはまた別ルールを持ってきます。

簡単には終わらせてくれません。

宇宙が広すぎるせいで、光が遅く見える。

考えてみれば、 光はまったく遅くありません。

秒速約30万km。

人類が扱う速度として考えれば、 ほぼ想像不能です。

それなのに、 宇宙では、

太陽まで8分。

最寄りの恒星まで4年以上。

銀河横断に10万年。

アンドロメダまで250万年。

遠い銀河なら、 何十億年。

つまり、

光が遅いんじゃありません。宇宙が広すぎるんです。

秒速30万kmを「遅い」と感じさせる宇宙側がおかしい。

私はこっちだと思います。

そして光には、宇宙の歴史が乗っている。

星から飛び出した光。

銀河から飛び出した光。

何億年。

何十億年。

宇宙を進み続ける。

そして地球へ届く。

天文学者は、 その光を分解します。

どんな元素があるのか。

温度はどうか。

どれくらい遠いのか。

どれくらい速く動いているのか。

昔の宇宙はどうだったのか。

一筋の光から、そこまで読み取ります。

何十億年かけて届いた光を捕まえて、

「なるほど、当時はこうだったのね」

と解析している。

前にも言いましたが、 人類側もかなりやばいです。

今回の話をまとめます。

光速は、 秒速約30万km。

1秒で地球を約7周半できます。

人間の感覚では、 とんでもなく速い。

でも、 太陽から地球まで約8分20秒。

最寄りの恒星まで約4.2年。

天の川銀河横断なら約10万年規模。

つまり、

宇宙では最速の光ですら、距離の巨大さには勝てません。

しかも、 遠くを見るほど過去が見える。

光速は誰から測っても一定。

その結果、 時間や空間の方が変わる。

そして宇宙の膨張まで入ってくる。

ただ「光が速い」というだけで、宇宙の基本ルール全部につながってきます。

秒速30万km。

これより速い情報伝達を、 今の物理学は認めていません。

それでも、 宇宙を見渡すには遅すぎる。

……どれだけ広いんですか。