銀河系の位置のことで質問です。

No.10の方が

＞宇宙の直径が２００億光年なら、ディーゼ宇宙は、かつてのビッグバン特異点から、７０億光年離れた場所にあります。

と書かれていますが、直径ではなく半径だと思いますよ。
球だと仮定した場合ですが。
それに最近の値は130億光年前後だと言われています。
いずれにしても百数十億年前に１点から膨張したのであって
70億年ほど前に膨張したわけではないですから
半径が正しいと思いますが。

それにメタ宇宙やディーゼ宇宙と言ってもビッグバン後の宇宙を問題にしているんですよね。だとしたら、時空に違いなどありません。

いままでのNo12の方までの議論は、我々の宇宙での議論でしたが
インフレーション宇宙論では、宇宙の初期に急激に膨張すると同時に
無数の宇宙が誕生したとなっています。
そのなかの１つが我々の宇宙にすぎない。
無数の宇宙からすれば、我々の宇宙は中心であるとも言えるし
そうではないとも言えるということです。

私は非専門家の一般人で、宇宙の話なんて縦書きの本しか読んだことないですが

、次のように理解しています。想像力を膨らますお手伝いになれば。
無から突然物質が生まれ、ビッグバンが起こってこの広大な宇宙ができたので、
どこでといえばどこでもというか、私の細胞を作る原子もパソコンを作る原子もビッグバンの子孫。
宇宙の果てがどのくらい遠いのか、どうなっているのか、今の科学では観測できない、と、この前、ＮＨＫの番組で学者さんが言っていました。
もし果てがこのくらい遠くだったらこうだろうとか、あのくらい遠くだったらああだろうとか、天文学者や物理学者は果てとはいかなくてもできるだけ遠くを見た望遠鏡の観測データと、理論と数学で導き出す、そういう研究をしているようです。
宇宙の誕生の秘密は、宇宙の果てにあると言われています。
「～光年」というように、光にも速さの限界があり、遠くを見るほど、過去を見ことになります。情報の中で一番速いのが光なので、望遠鏡で見れば、タイムマシンのように過去を見ることができます。1光年先の星なら１年前の姿。地球から見る太陽は、常に８分ほど前の姿です。
どちらの方向に望遠鏡を傾ければ、ビッグバンや宇宙誕生の手がかりがよく見えるか、といえば、四方八方、あらゆる方向に均一らしいです。
光のほかに、温度も観測されますが、温度も見事に四方八方均一だそうです。
それでは地球が宇宙の中心なのかといえば、そうではなく、どんなに遠くの星に住む宇宙人も、天体観測をすれば、そこから四方八方あらゆる方向が均一らしいです。この宇宙で誰がどこからどちらを見ても、あっちが中心らしい、混んでいる、というようなばらつきがない。これは、地球上の３次元に暮らす私には理解しがたいです。
例えば、学校の教室で真ん中の席に座っている人が、「周りをみると大体どの方向を見ても１０人くらいづつ視界に入る」と言えば、廊下側から２番目の列の席に座っている人は、「廊下側を向けば１～３人しか視界に入らないけど、窓側を向けば３０人くらい見える」と言う。窓側に座っている人はまた別のことを言う。これが当たり前と思われる状態です。
しかし宇宙は、どこにいるだれがどこを向いても皆同じことを言う。
これをわかりやすく２次元に例えると、地球儀の表面にいる蟻が、「この世はどの方向にまっすぐ行っても果てがない」というようなものです（空間のゆがみに全く気がつかない）。蟻にとってはなんと理不尽な。
３次元でのこの宇宙も、どの方向にまっすぐ宇宙船で進んでいっても果てにたどり着かない（空間のゆがみに全く気がつかない）なんて、ずいぶん理不尽な。
地球儀の上の蟻は、もし自分１匹しかいないとき、仲間を探して西に向かってどんどん遠くが見える望遠鏡を開発し、とうとう一周して（望遠鏡が球面に沿って曲がっていることに全く気がつかない）、自分の後姿を見つけるのでしょうか？ホラーですね。それどころか、南に向いても、北へ向いても、北東、北北東を見ても、自分が見える！２周分遠くも見えてしまったら、自分が２人見える？！それはないか。手前の自分に隠されるので。
宇宙の果てには何が見える？地球の後姿？
謎は深まるばかり。

　

まず、話を確かにするために、幾つかの言葉を定義します。定義するというより、ある言葉で、何を指しているかを一応確認して了解するということです。

「私たちの時空宇宙」：これを、「ディーゼ宇宙」とも仮に呼びます。「この宇宙」という意味ですが、混乱しないように、こう言います。

「広義時空宇宙」：簡単に「メタ宇宙」と仮に呼びます。メタ宇宙は、色々考えられるのですが、ディーゼ宇宙より「一段高次な宇宙」と、とりあえず考えます。メタ宇宙とはどういうものか、次の説明で定義します。

まず、メゾ（中間）スケールつまり「日常的スケール」の世界については、ディーゼ宇宙は、三次元の連続距離空間でモデル化できます。連続距離空間とは何かというのが分かりにくければ、「三次元の空間」と考えてください。

この世界、ディーゼ宇宙は、わたしたちには、連続した三次元の空間だと思える、把握されるということです。ディーゼ宇宙には、もう一つ、変化の方位性から来る、「時間」の次元が一次元あります。こうして、ディーゼ宇宙は、「時間１＋空間３」の４次元時空となるのです。

しかし、素粒子レヴェルより遥かに小さな距離レヴェルで見ると、ディーゼ宇宙は、１０次元とか１２次元の「ひろがり次元＝自由度次元」を持った空間だと考えられています。これは、超弦理論でのモデル空間ですが、カルツァ＝クライン・モデルでは、空間にもう一つ次元を加えて、ディーゼ宇宙は、「時間１＋空間４」の５次元時空だと考えたのですが、それでは、素粒子現象を説明するに、空間の自由度が足りないので、「時間１＋空間１０」の１１次元宇宙等、などを考えるのが、超弦理論です。

この場合、ミクロ・レヴェルでの１０次元とか１２次元、１４次元は、メゾ・レヴェルでの３次元と次元の数が合わない訳で、これは空間の自由度が「縮退」しているという風に捉えます。つまり、本当は１２次元空間なのだが、３つの次元を除く、９個の次元は、もの凄く「薄い」ので、日常レヴェルでは、そんな空間の自由度があることに気づかないというのです。

では、マクロ・レヴェル、つまり、何百億光年というような距離のスケールでは、宇宙はどうなっているかというと、一般相対性理論の「重力による空間の歪み」というのは、線素と測地線が歪みを示すのですが、これを幾何学的に考えて、空間の歪みは、もう一つの空間の次元＝自由度で起こっているというモデルも可能なのです。

マクロ・レヴェルでは、ディーゼ宇宙は、「時間１＋空間３＋歪み次元１」の５次元時空になります。カルツァ＝クラインの５次元というのは、電磁力を説明するために、電磁力次元として、自由度次元を１加えて５次元にしたのですが、このマクロ・レヴェルでのディーゼ宇宙の５次元というのは、「歪みの自由度」を一次元と数えているのです。

ディーゼ宇宙が、「膨張」しているということはどうも事実のようなのです。この膨張の自由度次元は、重力の歪みの自由度次元に対応するものだということも言えます。

厳密には違うものかも知れませんが、その場合は、膨張の次元と重力の歪みの次元を別々に考え、「時間１＋空間３＋歪み１＋膨張１」の６次元時空がディーゼ宇宙だというモデルでもよいのです。

宇宙が重力的に歪んでいるという時、３次元の空間が、もう一つの空間の自由度のなかで、歪んでいるというモデルはこれで妥当なのです。

空間の歪みは、線素と測地線で示されるのですが、線素とは何かというのはとりあえず、歪みの線素を「可能とする空間の自由度」があることは間違いないのです。

カルツァ＝クライン理論や超弦理論で、空間の「縮退」を考えたのと、かなり飛躍的ですが、平行的に、歪みの第四次元は、「禁圧」されていると考えてみることも可能だと思います。「禁圧」というのは、いま造ったのですが、「空間はある」が、何かの理由で、通常の物質は、三次元空間に抑えこまれていて、空間の第四次元方向には、運動の自由度がないようになっているということです。

こういうモデルだと、４次元時空は、内的に（線素において）歪んでいると考えることもできれば、禁圧次元で歪んでいるとも言えるのです。

ビッグバンを風船の膨張で喩えるとき、風船の内側や外側は「ない」ということになっています。しかし、それは、内的・線素的に歪みや膨張を捉えるからで、超弦理論のように、縮退空間次元を考えるのなら、禁圧空間次元も存在すると考えておかしくないのです。

イメージで言うと、風船の内部や外部にも、空間はある、ということです。

ディーゼ宇宙は、「無」のなかに浮かぶ、４次元時空ではなく、重力の歪みの１次元、膨張の１次元の４次元または５次元の空間のなかに存在していると考えた方が自然だということです。

このような、ディーゼ宇宙が、そのなかに存在している「より巨大な宇宙」というものが、最初に言った「広義時空宇宙・メタ宇宙」なのです。（ディーゼ宇宙を、日常的に、三次元空間とすると、歪みや膨張の自由度の次元は、「メタ宇宙のなかのディーゼ宇宙の歪み」となるのです）。

ディーゼ宇宙は、三次元距離空間として捉えられ、「三次元距離空間構造」を持ちます。しかし、ビッグバン特異点では、おそらく、距離空間構造は「なかった」と考えられます。こういう３次元距離空間構造は、ビッグバンの展開過程で、生成されたのだと考えるのが自然です。

こういう風に考えると、ビッグバン特異点を含む「メタ宇宙」は、距離空間構造が崩れた宇宙だとも考えられるのです。ある意味、無限次元空間だとも、無次元空間だとも考えられます。無次元空間というのは、何もない空間という意味ではなく、距離構造が明確でない空間という意味です。

こういう風なモデルで、ビッグバンは、メタ宇宙の４＋Ｎ（？）次元空間のなかで、或る特異点があり、この点の近傍では、距離構造が崩れていたか、なかった状態であった。

そしてメタ宇宙の時間の展開＝進行と共に、特異点の周りに、距離構造を持つ「領域」が生成されて行き、やがて、それは三次元距離空間構造を備えるようになった。

こうして膨張が進行して行ったとすれば、ビッグバンの膨張の開始点は、メタ宇宙のなかで「或る点」であり、この点は、膨張を逆に遡って、時間の始めの頃に戻って行くと、幽霊のように姿がおぼろになって行き、特異点まで接近すると、そこはカオス（混沌）であって、３次元あるいは４次元の距離空間構造を持たない領域になるのです。

ビッグバン膨張によるディーゼ宇宙が、メタ宇宙の４次元空間のなかで、超球体であるなら、超球体には「中心」があり、この中心点が、ビッグバン特異点だとも言えるのです。

＞この広い宇宙の中で、あのビッグバンが起こったということですが。
＞ではそのビッグバンは、われわれの銀河系からどの方向で、どのくらいの距離のところで起こったのかは、わかっているのでしょうか

ビッグバンは、ディーゼ宇宙のなかで起こったのではなく、メタ宇宙のなかで起こったのであり、その膨張の結果の一つが、ディーゼ宇宙なのです。従って、ビッグバンは、ディーゼ宇宙のすべての空間で起こったとも言えるし、「膨張」を考えると、メタ宇宙のなかの４次元超球中心、つまり、ビッグバン特異点で起こったとも言えます。

宇宙の直径について、２００億光年という数字があります。「宇宙の地平」の距離というのが、これとは別にあるのですが、「宇宙全体の質量」などが問題になる場合、「宇宙の直径」というのは、意味を持つことになります。

宇宙が「無限」だとすれば、有限の時間のあいだに、何故、無限の距離に渡る膨張が起こったのか、分からなくなりますが、そういう可能性も考えます。

ディーゼ宇宙が、４次元空間のなかに浮かぶ４次元超球体３次元超球面だとすると、宇宙の直径をＲとすると、中心の特異点までの距離Ｚは、πＺ＝Ｒの式で出てきます。

宇宙の直径が２００億光年なら、Ｚは大体７０億光年です。

宇宙の中心は、「空間の三つの次元の軸と直交する軸方向」に、「７０億光年の距離」にあるということになります。これはメタ宇宙のなかの点で、ディーゼ宇宙のなかには、この点はありません。

＞つまりわれわれの銀河系が、大宇宙のどの辺にいるのか知りたいんです。
＞宇宙の中心からのほうが近いのか。また、宇宙の壁（？）に近いのか・・・・

宇宙の直径が２００億光年なら、ディーゼ宇宙は、かつてのビッグバン特異点から、７０億光年離れた場所にあります。

地球の表面のどの地点も、地球の中心との関係では、中心に近いとも、月などの天体により近いとも言えないと同様、ディーゼ宇宙のどの場所・空間点も、ビッグバン膨張の中心点から「等しい距離」の場所にあると言えます。

ディーゼ宇宙の銀河や銀河集団が、巨大な回転運動を行っているとかが分かれば、それに応じて、ディーゼ宇宙の北極や南極、赤道なども確認できます。それは、銀河星雲に北極方向や南極方向があり、銀河赤道があるのと似ています。

現在、ディーゼ宇宙の巨視的構造で、北極とか南極に当たるものは、確認されていないと思います。銀河集団の分布に偏りがあることは分かっていますが、ディーゼ宇宙の巨視的構造は、はっきりとはまだ分かっていません。

宇宙の中心はどこかというのは、ビッグバンが２００億年前に起こったのなら、時間の次元において、「過去の方向」に、「２００億年離れた地点」にある、とも言えます。

なお、「禁圧空間」という次元のメタ宇宙では、通常の重力などは伝達されません。しかし、重力とは違う別の力が作用しているかも知れず、この「力」のディーゼ宇宙での表れが、重力だとか，その他の色々な力だと考えることもできるのです。
　

「宇宙３００の大疑問」講談社ブルーバックスに、同じような質問が載っていました。

２３５の回答で、「我々は宇宙の局所的な膨張の中心部にいると言える」と。
また２３２の回答では「空間には端がない。少なくとも、空間に端があると予言している仮説は聞いたことがない」と書かれています。

　(^。

^;)フウゥ　　　夏、だねぇ～（苦笑）

>１．銀河の中心（質量の中心：重心）は、銀河が属する３次元空間にない

　風船の例えは、３次元空間の私たちの宇宙を説明するのにそのまま３次元で説明するのでは分かりにくいので、３次元→２次元に次元を落としての考えかたです。よって２次元の世界を（ある程度）正確に理解をしている必要があります。

　panchoさんのこの疑問は、風船の表面のみを考える２次元的とらえ方でなく、風船内部の空間までを考える３次元的とらえ方をしていますね。この例えであれば、引力は球体表面上に沿って働きます。内部空間は関係ありません。

>２．銀河は果て同士がつながっている？

　これは、panchoさんのおっしゃるとおりです。
　現在考えられている「一般的な宇宙論」を示したましたが、宇宙が「果てがない」空間であるのかどうかを示す観測データはありません。
　「果て同士がつながっている（この表現が正確とは思えませんが）」空間であるなら、観測技術が驚異的に発展すれば、いずれは私たちのいる太陽系も観測ができる事になります。が、観測するための光が地球に届くまでに、地球も太陽も無くなっているので観測することは多分できないでしょう。

>３．銀河はユークリッド空間ではない

　これについては、説明するほどの数学的知識を持ち合わせていないのでパスします。
　他の方のレスが付かなければ自分で調べてみて下さい。

>「分布に偏りがある場合、（例えば極端な例として）上半球部分にのみ銀河が存在する場合、球面上での中心はやはり存在する」

　どこかに銀河が集中している場合、それは「感覚的な中心」にはなりえても、「球体表面上の中心」と同義語ではありません。


>もし「風船の表面全体に均一に銀河が存在している」というのが例えの本質ならば、

　そんなことを言うための例えではありません。


>「われわれの銀河は、ビッグバンが起こった地点から全て等距離にある」と考えるのが妥当な理解となりますが、いかがでしょうか？

　何度も書きますが、「ビッグバンが起こった地点」と言う考え方自体、なじみませんね。

　風船を再度持ち出しますが、直径１ミリの風船の時にビッグバンが起こり、現在は直径２ｍだとすると、「約１ｍ離れた地点がビッグバンが起こった地点」だと、あなたは捉えています。
　しかしそれは、風船を３次元的に捉えた考え方です。表面のみの２次元で考えると、「どれだけ離れた地点」かは算出できません。それと同じ事です。



■宇宙と銀河を混同した使い方をしていますよ。

■疑問を持つことは良いことですが、「次元」の性質を十分理解できないまま議論をふっかけてくるような姿勢は不愉快です。また、このままだと質問の趣旨と離れた所へいきそうですので、これ以上回答する気はありません。これ以上回答しようにも私の説明する能力を超えるでしょう。まだ、疑問があるようなら自分で調べてみて下さい。

＃３の「pancho」です。

質問者の反応が無いので、私から追加の説明をお願いしたいと思います。

風船の表面で説明されていることが単なる比喩でないならば、問題は次の３点になると思います。
　１．銀河の中心（質量の中心：重心）は、銀河が属する３次元空間にない
　２．銀河は果て同士がつながっている？
　２．銀河はユークリッド空間ではない

１の発想は、ビッグバンモデルを考えている限り、不思議な論理になりそうです。つまり、ビッグバン/インフレーションが起こる前は、ほぼ宇宙（あいまいな名前ですが）の１点に集中していた質量が、ビッグバン以降、時間がたつにつれ、自分たちがいる空間に重心が無いという状況が発生するという点です。

２の観点では、たぶん考える必要が無いと思われます。この様な空間になっているということを証明する観測データを聞いたことがないからです。

３の空間の性質に関する問題が一番適切なのかと思いますが、重力による空間の歪は非常に局所的なものであり、宇宙全体の質量を考えるにしても、宇宙の大きさを加味すれば誤差の範囲といえるほど小さな影響ではないかと予想します。

もうひとつ気になる点があります。
風船の例えは、「風船の表面全体に均一に銀河が存在している場合、中心を求められない」といえますが、「分布に偏りがある場合、（例えば極端な例として）上半球部分にのみ銀河が存在する場合、球面上での中心はやはり存在する」筈です。
もし「風船の表面全体に均一に銀河が存在している」というのが例えの本質ならば、「われわれの銀河は、ビッグバンが起こった地点から全て等距離にある」と考えるのが妥当な理解となりますが、いかがでしょうか？

以上。

ビッグバンの誕生は、ある１点の場所から誕生しました。

その時銀河などは、まだ生まれていませんでした。
現在の宇宙空間はその１点から生まれたので、つまりすべてが中心であった訳です。

そして現在の銀河系はどの位置に属しているのか？
銀河系から見て、どの銀河も均等に遠ざかっています。
遠方の銀河ほど遠ざかる速度は速い。
（アンドロメダなど近傍の局部銀河群は別です）
そしてこの現象は他の銀河から見ても同じなのです。
つまり現在の銀河系の位置も宇宙の真ん中であるということです。
膨張する風船のある１点から見ればどちらにも膨張している。
風船の表面は２次元ですが、それを３次元と考えてください。

ビッグバンにより時間も空間も誕生しました。
それ以前は空間すらなかったのです。
無限に存在するという認識は、哲学や宗教の概念です。

　panchoさんの様おっしゃる考えは当然の疑問だと思います。

２次元の世界での現象は２次元世界に住んでいる人にはなかなか理解できませんが３次元に済んでいる人には理解が容易です。同様に、３次元の我々の住んでいる世界は、済んでいる我々には理解しにくいものです。

>確かに「銀河の果ては存在しない」または「考えることに意味が無い」としてもよさそうですが、例えば「宇宙の中心」として「全宇宙の重力中心」を仮定することは無理でしょうか？　そして、その位置をビッグバンの起こった場所とすることに何らかの無理があるでしょうか？　

　この一文にレスをしようと思って、ネットで良い説明が無いかと思い調べてみましたが、調べた限りではそのものズバリを書いているページを見つけられませんでした。

　仕方がないのでより詳しい方がレスを付けてくれることに期待しますが、基本的には「風船の表面」を使った説明を理解してもらうしか無いと思います。
　この２次元での概念を理解しないと、３次元の宇宙での「中心」とか「はて」について理解できないと思います。重力中心にしても同じ事です。


　例えば宇宙が風船の表面上（２次元の世界）に広がっていたとた場合、完全な重力が均衡するような分布ではありませんので、膨張の速度がそれほど速くなければ、時間をかければ引力により引き寄せ合い、いずれは一点に収縮するでしょう。ただし、収縮した一点も宇宙の中心ではなく、宇宙（球体表面）の一部でしかありません。
　２次元の世界の人には、その１点が中心のように映るでしょうが、３次元の私たちから見れば、球体表面の一部であることが分かります。それと同じ事だと思いますよ。

　よって、『例えば「宇宙の中心」として「全宇宙の重力中心」を仮定すること』は無理があると思います。

　また、『その位置をビッグバンの起こった場所』とすることについてですが、先に書いたようにビッグバンの起こった場所を宇宙の特定の場所と定義付けることは不可能です。『「全宇宙の重力中心」を仮定』に関わらず無理があると思います。



　↓　副産物で見つけたサイトです。

http://spaceboy.nasda.go.jp/note/kagaku/j/kag_j. …
http://www.a.phys.nagoya-u.ac.jp/~taka/cosfaq/a1 …
http://dirac.phys.saga-u.ac.jp/~funakubo/BAU/cha …


↓こんなのもありました。
http://www3.osk.3web.ne.jp/~redshift/



　あっ、そうそう、
>双眼鏡しか持ってない私です、こんな質問で笑わないでくださいねー（＾。＾；)>
　私はオペラグラスみたいなのしか持ってませーん(;^_^A アセアセ

Singolloさんと1969X1さんが回答されたようにこの質問の答えは存在しないと思います。

しかし、宇宙の膨張による運動（？）ではない運動でしたら、われわれの銀河はみずがめ座方向に秒速600kmという高速で移動しているらしいですよ。

「acornさん」に直接回答できないのですが、横からちょっと補足になるような質問をさせてください。

皆さんの答えでは「宇宙に中心点と呼べる場所がないので」「地球が存在する銀河の相対的な位置を考えることができない」とされている様ですね。

確かに「銀河の果ては存在しない」または「考えることに意味が無い」としてもよさそうですが、例えば「宇宙の中心」として「全宇宙の重力中心」を仮定することは無理でしょうか？　そして、その位置をビッグバンの起こった場所とすることに何らかの無理があるでしょうか？　「acornさん」が知りたいことは、多分このあたりだと思います。

私自身は天文学に詳しくないので答えられないのですが、この仮定をした場合の説明ができるかたはいらっしゃいませんか？

以上。