あなたが想像できるように宇宙に遠くに行くとしたら、あなたは何に遭遇しますか？ あなたが行くことができるどのくらいの距離に制限があるだろうか、またはあなたは無限の距離を旅することができますか？ あなたは最終的にあなたの出発点に戻るだろうか、またはあなたが前に遭遇したことがなかった空間を横断し続けるだろうか？ 言い換えれば、宇宙にはエッジがあり、もしそうなら、それはどこにありますか？信じられないかもしれませんが、実際にはこの質問について考える3つの異なる方法があり、それぞれが異なる答えを持っています。

あなたはあなたが行くことができるどこまで考慮した場合:

• 任意の強力なロケットで今日残し、
• これまでに私たちに連絡したり、ホットビッグバンの開始から私たちによって連絡される可能性があ いずれの場合も、答えは魅力的です。

  スペースを3Dグリッドとして視覚化することがよくありますが、これはフレーム依存の過度の単純化であってもです。.. 我々は時空の概念を考える。 現実には、時空は物質とエネルギーの存在によって湾曲しており、距離は固定されているのではなく、宇宙が膨張したり収縮したりするにつれて進化する可能性があります。心に留めておくべき重要な概念は、スペースは私たちが通常それを想像する方法ではないということです。

  ReunMedia/Storyblocks

  心に留めておくべき重要な 従来、空間は、2つの点の間の最短距離が直線であり、距離が時間の経過とともに変化しない座標系—三次元グリッド-のようなものと考えていました。

  しかし、私たちの日常生活の中で徹底的に良いこれらの仮定の両方は、私たち自身の惑星を超えた大規模な宇宙を見始めると見事に失敗します。 まず第一に、2つの点の間の最短距離が直線であるという考えは、あなたの宇宙に質量とエネルギッシュな量子を導入し始めるとすぐに崩壊します。 時空は物質とエネルギーの存在が原因である曲率の対象となるため、二つの点間の最短距離は、本質的にそれらの点間の宇宙の形状に依存しています。

  空の空白の三次元グリッドの代わりに、質量を下に置くと、何が起こったのかがわかります。.. 代わりに、特定の量だけ湾曲するように”直線”の線。 一般相対性理論では、空間と時間を連続として扱いますが、質量を含むがそれに限定されないすべての形態のエネルギーは時空の曲率に寄与します。 地球を特異点までの密度の高いバージョンに置き換えると、ここで示されている時空の変形は同じであり、地球自体の内部でのみ違いが顕著になり

  Christopher Vitale Of Networkologies and The Pratt Institute

  それに加えて、時空自体のファブリックは時間の経過とともに静的なままではありません。 物質とエネルギーで満たされた宇宙では、静的で不変の宇宙（時間の経過とともに点間の距離が同じままである）は本質的に不安定であり、宇宙は拡大 アインシュタインの一般相対性理論が正しければ、これは必須です。観測的には、私たちの宇宙が拡大しているという証拠は圧倒的です。

  : アインシュタインの予測のための壮大な検証。 しかし、これは、それらの間の距離が時間の経過とともに拡大することを含む、宇宙距離によって分離された物体に対する一連の結果を伴う。 今日、私たちが見ることができる最も遠い天体は、ビッグバンからわずか138億年が経過したにもかかわらず、300億光年以上離れています。

  銀河が遠くなればなるほど、銀河は私たちからより速く広がり、より多くの光が現れます。.. 赤方偏移だ 拡大する宇宙とともに移動する銀河は、それが私たちに到達するためにそれから放出された光を取った年（光の速度を乗じた）の数よりも、今日、光年のさらなる数になります。 しかし、赤方偏移と青方偏移を理解することは、それらを運動（特殊相対論的）と拡大する空間の構造（一般相対論的）の両方の寄与の組み合わせに帰

  RASCカルガリーセンターのラリー—マクニッシュ

  さまざまな物体が物理的および発光特性からどれくらい離れているかを測定すると、宇宙の膨張によ 私たちの宇宙カクテルは、現在、で構成されています：光子の形で

  • 0.01％の放射線、
  • 0.1％のニュートリノ、光子とほぼ同じ数のとらえどころのない、低質量粒子、
  • 4.9％の正常な物質、主に私たちがいるのと同じもので作られています。: 陽子、中性子、電子、
  • 27％ダークマター、重力はするが光を放出も吸収もしない未知の物質、
  • と68％ダークエネルギーは、遠くの物体が私たちからの後退で加速する宇宙に固有のエネルギーである。

  これらの効果を組み合わせると、観測可能な宇宙の端まで、常に過去と現在の距離がどのくらい離れているかを一意で明確な予測が得られます。

  観測可能な宇宙の大きさ/スケールと宇宙時間の経過のグラフ。 これは….. 特定されたいくつかの主要なサイズ/時間マイルストーンで、ログ-ログスケールに表示されます。 初期の放射線支配の時代、最近の物質支配の時代、および現在および将来の指数関数的に拡大する時代に注意してください。

  E.Siegel

  これは大したことです！ ほとんどの人は、宇宙がビッグバンから13.8億年の間存在していた場合、私たちが見ることができる距離の限界は13.8億光年になると仮定しますが、そ宇宙が静的で拡大していない場合にのみ、これは真実ですが、事実はこれです: 遠くに私たちが見て、より速く遠くのオブジェクトは私たちから離れて高速化するように見えます。 その膨張の速度は、宇宙にあるものに基づいて予測可能な方法で変化し、次に、宇宙にあるものを知り、物体がどれくらい速く膨張するかを観察することは、彼らがどれくらい離れているかを教えてくれます。 利用可能なすべてのデータを一緒に取ると、観測可能な宇宙の地平線までの距離を含む、すべてのものに対してユニークな価値に到達します：46.1億光年。観測可能な宇宙は、私たちの視点からすべての方向に46億光年である可能性があります。.. しかし、確かにそれを超えて私たちのように、おそらく無限の量でさえ、より多くの、観察できない宇宙があります。 時間が経つにつれて、私たちはそれの多くを見ることができ、最終的には現在見ることができる約2.3倍の銀河を明らかにするでしょう。

  Frédéric MICHEL and Andrew Z.Colvin,annotated by E.Siegel

  しかし、この境界は、従来の言葉の意味では宇宙の「エッジ」ではありません。 それは空間の境界ではありません; 私たちが宇宙の他の点に位置していた場合、私たちを中心とした461億光年の球の中で、私たちの周りのすべてを検出して観察することができます。

  これは、「エッジ」が空間ではなく時間の境界であるためです。 このエッジは、一般相対性理論に支配されている拡大する宇宙でさえ、光の速度が宇宙の138億年の歴史の中でこれまでに信号を移動させるだけであ この距離は13よりも遠い。宇宙の膨張のために80億光年ですが、それはまだ有限です。 しかし、我々はそれのすべてに到達することはできません。

  私たちの目に見える宇宙の大きさ（黄色）、私たちが到達できる量（マゼンタ）。 私たちの場合。.. 9.8m/s^2で約22.5年間加速し、その後振り向いてさらに22.5年間減速すると、ダークエネルギーを持つ宇宙でさえ、マゼンタ円の中のどの銀河にも到達することができましたが、その外には何もありませんでした。

  E. Siegelは、ウィキメディア-コモンズのユーザー Azcolvin429とFrédéric MICHEL

  の研究に基づいて、一定の距離を超えて、すでにずっと前に放出された光の一部を見ることができますが、ビッグバンから138億年後に放出されている光を見ることはありません。 ある特定の距離（私が計算した）を超えて、現在約180億光年離れていると計算されていますが、光速で動いている信号でさえ、私たちには決して届きません。

  同様に、それは私たちが任意の高出力のロケット船にいた場合、宇宙が拡大し続け、これらの距離が増加し続けていても、この18億光年の半径内に現在含まれているすべての物体が最終的に私たちによって到達可能になることを意味します。 しかし、それを超えたオブジェクトは決して到達できません。 私たちがより多くの距離を達成したとしても、彼らは私たちが今まで旅行することができるよりも速く後退し、永遠にそれらを訪問することを妨げ すでに、観測可能な宇宙のすべての銀河の94％は、私たちの永遠の手の届かないところにあります。

  私たちの観測可能な宇宙と同じくらい広大で、私たちが見ることができる限り、それは私たちが今までできるよりもはるかに多くです。.. 我々が観察することができる体積のわずか6％が現在到達可能であるので、到達可能である。 私たちが見ることができるものを超えて、しかし、確かに多くの宇宙があります。

  NASA、ESA、R.Windhorst、S.Cohen、M.Mechtley（ASU）、R.O’Connell（UVa）、P.McCarthy（Carnegie Obs）、N.Hathi（UC Riverside）、R.Ryan（UC Davis）、&H. Yan(tOSU)

  それでも、私たちが考慮したいかもしれない別の”エッジ”があります：私たちが今日観察できるものの限界を超えて、あるいは私たちが理論的な時計を無限に向かって実行すると、将来にわたって任意に観察できるものさえも無限に観察することができます。 私たちは、宇宙全体がどれくらい大きいか、観察できない宇宙であるか、それがそれ自体に折り畳まれているかどうかを考えることができます。これに答える方法は、宇宙の空間的曲率を測定しようとするときに観察するものの外挿に基づいています。

  これに答える方法は、宇宙の空間的曲率: 私たちが観察できる最大のスケールで空間が湾曲している量。 宇宙が正に湾曲している場合、平行線は収束し、三角形の3つの角度は合計して180度以上になります。 宇宙が負に湾曲している場合、平行線は発散し、三角形の3つの角度の合計は180度未満になります。 そして、宇宙が平らであれば、平行線は平行のままであり、すべての三角形には正確に180度が含まれます。

  三角形の角度は、存在する空間曲率に応じて異なる量まで加算されます。 A… 正に湾曲した（上）、負に湾曲した（中）、または平らな（下）ユニバースは、三角形の内角をそれぞれ180度以上、以下、または正確に等しくします。これを行う方法は、ビッグバンから残された光のような最も遠い信号を取り、ゆらぎがどのようにパターン化されているかを詳細に調べることです。 宇宙が正または負の方向に湾曲している場合、私たちが観察するゆらぎパターンは、平らな宇宙とは対照的に、より大きなまたはより小さな角度のスケー

  宇宙のマイクロ波の背景のゆらぎと、銀河がさまざまな距離で大規模にどのように集まっているかの詳細から得られる最良のデータを取ると、宇宙は完全な空間的平坦性と区別できないという避けられない結論に到達します。 それが湾曲している場合、それは0以下のレベルにあります。つまり、宇宙が超球のように湾曲している場合、その半径は私たちに観測可能な部分よりも少なくとも〜250倍大きいことを意味します。

  ホットスポットとコールドスポットの大きさだけでなく、それらのスケールは、の曲率を示しています。.. 宇宙。 私達の機能のベストに、私達は完全に平らであるためにそれを測定する。 バリオンの音響振動とCMBは、一緒に、0.4%の結合された精度に、これを制約する最良の方法を提供します。

  スムート宇宙論グループ/LBL

  あなたは私たちがすぐに私たちの旅を始めた場合、私たちが今までに到達することができる最も遠い物体と宇宙の端を定義する場合、私たちの現在の限界は18億光年の単なる距離であり、私たちの観測可能な宇宙の体積のわずか6％を包含する。 私たちが見ることができる人と私たちを見ることができる人からの信号を観察できるものの限界として定義すると、エッジは461億光年になります。 しかし、それを観測できない宇宙の限界として定義すると、私たちが持っている唯一の限界は、それが少なくとも11,500億光年の大きさであり、さらに大きしかし、これは必ずしも宇宙が無限であることを意味するものではありません。

  それは平らであり、まだトーラスとして数学的に知られているドーナツのような形で、それ自体に戻って曲線を描くことができます。 観測可能な宇宙と同じくらい大きくて広大な、それはまだ有限であり、私たちに教えるための有限の量の情報を持っています。 それを超えて、究極の宇宙の真実はまだ私たちには未知のままです。

  宇宙のhypertorusモデルでは、直線の動きはあなたを元のものに戻します。.. でも、曲がっていない（平らな）時空の場所、。 宇宙はまた、閉鎖され、積極的に湾曲することができます：超球のように。

  ESOとdeviantARTユーザー InTheStarlightGarden