夜空を見上げると暗闇の中に星が瞬いているのが見えますが、宇宙には明るく輝く恒星や銀河が無数に存在することを考えると、夜空は星の光で昼間のように明るくなっていてもおかしくないように思えます。この「なぜ宇宙は暗く見えるのか？」という疑問の答えを、科学系ニュースメディアのLive Scienceがまとめました。
Why does outer space look black? | Live Science
https://www.livescience.com/why-does-space-look-black.html
「夜空はまばゆい光で覆われているはずだ」という疑問は、天文学者や物理学者の間では「オルバースのパラドックス」として知られています。カリフォルニア大学サンタクルーズ校(UCSC)で天体物理学を研究しているTenley Hutchinson-Smith氏によると、このパラドックスは宇宙の膨張で説明がつくとのこと。
Hutchinson-Smith氏は、Live Scienceに対し「私たちがいる宇宙は光よりも速く膨張しているので、あまりにも遠くにある銀河からの光は波長が引き延ばされて、私たちの目には見えない赤外線やマイクロ波などの電波に変わっている可能性があります。つまり、遠くの星の光は人の目で見ることができないので宇宙は暗く見えるというわけです」と話しました。
Hutchinson-Smith氏の話が本当なら、宇宙は目に見えない光で満たされていることになりますが、実際にその光はビッグバンの残光とも呼ばれている宇宙マイクロ波背景放射として観測されています。
UCSCのミランダ・アプフェル氏は、宇宙マイクロ波背景放射について「星はあらゆる光を放っており、それには紫外線や赤外線のように人間には見えない光も含まれています。ですから、もし人間がマイクロ波を見ることができたら、宇宙全体がまばゆく光って見えることでしょう」と話しました。
宇宙が暗く見えるもう1つの理由は、宇宙には地球の大気のような物質がないという点です。例えば地球の空が青く見えるのは、大気を構成する窒素や酸素などの分子が、太陽光に含まれる青や紫の光を全方向に散乱させているためです。この現象は、レイリー散乱と呼ばれています。
しかし、真空の中では光は発生源から観測者まで一直線に届きます。宇宙空間には星間ガスの粒子などがあるため厳密には真空ではありませんが、光を散乱させるような物質はほとんどないので、地球の空を明るくしているような現象も発生せず、暗く見えるとのことです。
また最近の研究では、宇宙はこれまで科学者が考えていたほど暗くはない可能性も示されています。アメリカ国立光学天文台のトッド・ラウアー氏らの観測チームが2021年4月に発表した論文によると、宇宙探査機が観測したデータから既知の星や銀河からの光などを取り除いて「宇宙の背景の光」を撮影したところ、予想の2倍も明るいことが分かったとのこと。宇宙が予想より明るかった理由は不明で、今後の研究課題とされています。
こうした点から、Live Scienceは記事を「ひょっとすると、宇宙は『漆黒』というよりは『ダークグレー』なのかもしれません」と締めくくりました。
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