[画像プレースホルダー — ヒーロー] 素材が用意できたら
how-big-is-the-universe-hero.webpに差し替え。高いはしご(月 → 太陽 → 最も近い恒星 → 天の川銀河 → 万物)。ちびキャラの Pawfessor Hu がサッカーボール大の地球の上に立ち、上を見上げている。
TL;DR
- 脳では想像できない。 誰の脳でも無理。コツは一段ずつ登り、隣の段としか比べないこと。
- 光がものさし。 月は 1.3 光秒、太陽は 8 分、最も近い恒星は 4 年、いちばん遠い果ては 460 億年。
- 10 段で自分の身長から観測可能な宇宙まで登る。各段は前の段の千倍から百万倍。
- 果ては年齢より遠い。 宇宙は 138 億歳なのに、差し渡し 930 億光年。誤植ではなく、膨張のせい。
| 段 | 大きさ・距離 | 光がかかる時間 |
|---|---|---|
| あなた | 1.7 m | 60 億分の 1 秒 |
| 地球(直径) | 12,742 km | 0.04 秒 |
| 月 | 384,400 km | 1.3 秒 |
| 太陽 | 1 億 5,000 万 km(1 AU) | 8 分 20 秒 |
| ボイジャー 1 号 | 約 170 AU | 約 1 日 |
| 最も近い恒星 | 4.24 光年 | 4.2 年 |
| 天の川銀河(直径) | 約 10 万光年 | 10 万年 |
| アンドロメダ銀河 | 250 万光年 | 250 万年 |
| ラニアケア(直径) | 約 5 億 2,000 万光年 | 5 億 2,000 万年 |
| 観測可能な宇宙(直径) | 約 930 億光年 | 138 億年¹ |
¹ 見える中でいちばん古い光は 138 億年前に出発した。その出発地はいま 460 億光年先にある。最後に詳しく。
はしご
まずはスクロールしてみてほしい。どのフレームも実寸比だ。さっきまでいた場所は小さな輪になり、数字は増え続け、その間の暗闇は本物だ。
- This view is
- 4 m
- Light crosses it in
同じ 10 段を 1 本の軸に並べると:
隙間に注目。あなたから地球までゼロ 7 個。地球から太陽まで、さらに 4 個。太陽から最も近い恒星まで、さらに 5 個。そこから銀河で 4 個、残りの宇宙で 6 個。どの段も巨大だが、人の理解を壊すのは最も近い恒星への一段だ。
第 1–2 段: あなた、そして地球
あなたの身長は 1.7 m。地球の直径は 12,742 km。頭からつま先まで並べて 約 750 万人分のあなた。
旅客機の速さで赤道を一周すると二日。光なら 0.13 秒。地球はもう十分大きいのに、このリストであなた以外ではいちばん小さい。
第 3 段: 月
平均 384,400 km。太陽系の他の惑星を全部横一列に並べると、地球と月の隙間にちょうど収まる。
アポロは三日かかった。光は 1.3 秒。月を見上げたとき見えているのは、一拍前の月だ。
第 4 段: 太陽
1 億 5,000 万 km。天文学者はこの距離を 1 天文単位(AU) と呼ぶ。ゼロを書くのに飽きたからだ。光で 8 分 20 秒。太陽が消えても、あと八分は日焼けできる。
太陽そのものは直径 139 万 km。地球を横に 109 個、体積なら 100 万個分。太陽系の全質量の 99.86% を占める。八つの惑星を含めた残りすべては、四捨五入の誤差だ。
第 5 段: 太陽系の端
海王星は 30 AU(4 光時)を回る。ボイジャー 1 号は 1977 年に打ち上げられ、いまも秒速 17 km で飛び続け、現在およそ 170 AU、ほぼ1 光日先にいる。人類が作った中で最も遠いもので、そこからの光は一日かけて届く。
ボイジャーはそこまで五十年近くかかった。次の段のために、この数字を覚えておいてほしい。
第 6 段: 最も近い恒星
プロキシマ・ケンタウリまで 4.24 光年、40 兆 km。ボイジャーの速さなら 約 75,000 年。太陽系を出るのに五十年、隣の恒星系に着くのに七万五千年。
ここが要の段だ。「宇宙旅行」と呼ばれてきたものはすべて最初の五段の中で起きている。恒星は別の競技だ。
第 7 段: 天の川銀河
我々の銀河は直径およそ 10 万光年の円盤で、1,000 億から 4,000 億の恒星を抱える。太陽は中心から約 2 万 6,000 光年の位置にあり、一周に 2 億 3,000 万年。前回この側にいたとき、恐竜はまだ登場したばかりだった。
肉眼で見える星はすべて天の川銀河の中にあり、ほぼ全部が数千光年以内、腕ひとつの小さな一角だ。
第 8 段: アンドロメダと局部銀河群
隣の大きな銀河アンドロメダは 250 万光年先にあり、秒速 110 km でこちらへ向かっている。約 45 億年後にふたつは合体する。望遠鏡なしで見える最も遠いもので、かすかなにじみに見えるその光は、人類が現れる前に出発した。
アンドロメダ、天の川、そして約八十の小さな銀河が局部銀河群をなし、差し渡しおよそ 1,000 万光年。
第 9 段: ラニアケア
さらに引くと、銀河は巨大な空洞を囲むフィラメントや壁に集まり、石けんの泡のように見える。局部銀河群はラニアケア超銀河団の中の一点で、直径約 5 億 2,000 万光年、およそ 10 万の銀河が、見えない重力の中心へ漂っている。
第 10 段: 観測可能な宇宙
どの方向にも見える最も遠い距離はおよそ 465 億光年。つまり観測可能な宇宙は直径 930 億光年の球だ。その中の銀河の数は、推定で 2,000 億から 2 兆。ひとつひとつが天の川銀河だ。
「観測可能な」という言葉が効いている。これは宇宙の端ではない。光が届く時間があった範囲の端だ。その先にも宇宙はほぼ確実に続いている。ただ見えないし、永遠に見えないかもしれない。
縮めてみる: 太陽をビー玉に
ゼロが十二個並ぶ数字は腑に落ちない。だから太陽が 1 cm のビー玉になるまで全部を縮める。
| もの | このスケールでは |
|---|---|
| 太陽 | 1 cm のビー玉 |
| 地球 | 幅 0.1 mm の塵、ビー玉から 1 m |
| 海王星 | 30 m 先 |
| ボイジャー 1 号 | 49 年飛んで約 180 m 先 |
| 最も近い恒星 | もうひとつのビー玉、290 km 先 |
| 天の川銀河 | 直径 700 万 km — 実際の地球・月間距離の 18 倍 |
机の上にビー玉、1 m 先に塵、次のビー玉は三百キロ先の別の街。それが恒星系とその隣人だ。宇宙(スペース)という名前は主成分から取ったようなものだ。
ひねり: 138 億年より古い? いいえ。大きい? はい。
宇宙は 138 億歳。なのになぜ、どの方向にも 460 億光年先まで見えるのか。
空間そのものがずっと伸び続けているからだ。検出できる最古の光、宇宙マイクロ波背景放射は、138 億年前に発せられた。そのとき発生源はここから約 4,200 万光年だった。光が旅している間に、我々と発生源のあいだの空間は膨張し続けた。いまその発生源は 460 億光年先にある。
光より速く動いたものは何もない。光が走っている間に道が伸びただけだ。
持ち帰るもの
- 隣としか比べない。 あなた → 地球 → 月 → 太陽なら通じる。あなた → 銀河は通じない。
- 光の時間で測る。 月まで秒、太陽まで分、恒星まで年、銀河を横切るのに千年単位、万物を横切るのに億年単位。
- 最も近い恒星が壁。 家を出るのに五十年、どこかに着くのに七万五千年。
- 観測可能 ≠ すべて。 見えているのは 930 億光年の球。残りはそこにある、見えないまま。
Image and data credits
- You — Bruce McCandless II on the first untethered spacewalk, STS-41B, 7 February 1984. NASA (1984-02-11).
- Earth — Blue Marble 2012 (Suomi NPP / VIIRS composite). NASA/NOAA/GSFC/Suomi NPP/VIIRS/Norman Kuring (2012-01-30).
- The Moon — Earth and the Moon from OSIRIS-REx MapCam, 2 October 2017, from about 5 million km. NASA/Goddard/University of Arizona (2017-10-02).
- The Sun — The Sun in extreme ultraviolet (AIA 171 Å), latest SDO image at harvest time. NASA/SDO/AIA (2026-09-21).
- The Milky Way — The Milky Way, artist's concept (top-down). NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech) (2008-06-03).
- Andromeda — Andromeda (M31) in ultraviolet, GALEX. NASA/JPL-Caltech (2012-05-16).
- Laniakea — 2MASS Redshift Survey, supergalactic plane, 600 Mly frame, ±60 Mly slab. 2MASS Redshift Survey, Huchra et al. 2012 (ApJS 199, 26); 2MASS is a joint project of UMass and IPAC/Caltech, funded by NASA and the NSF (2012).
- The observable universe — WMAP 9-year Internal Linear Combination map, Mollweide projection, Galactic coordinates. NASA/WMAP Science Team (2012-12-20).
- Distances and sizes: NASA NSSDC planetary fact sheets; Voyager 1 range from JPL Horizons on the date shown; Proxima Centauri from the NASA Exoplanet Archive; nearest-star positions from RECONS; Laniakea from Tully et al. 2014; observable-universe radius from the WMAP science team. Every number is listed with its source in the component manifest.