宇宙について学ぶ

宇宙の終わりについて

インフレーション、ビックバンと始まった宇宙。無限かのように思われる宇宙には終わりがあると言われています。

1.今から数十億年後ー私たちの銀河と最も近くにある銀河が衝突する。

アンドロメダ銀河は現在、地球から約250万光年先にあり秒速約100キロメートル以上で天の川銀河に接近していることがわかっています。
銀河はスカスカなので恒星同士が衝突することはほとんどありません。(太陽がビー玉だとすると300キロ離れている事になる)
両銀河は衝突後、互いの重力で形を大きく崩し、一旦すり抜ける事になるそうです。すり抜けた後、最終的には再接近し、一つの楕円形銀河へ融合するのです。

私たちの銀河から最も近い銀河。

私たちの銀河。

自ら光を発する、ガスの天体の総称。

2.今から約80億年後ー太陽は巨大化。地球に表面が急接近。

恒星は一生の終わりの時期になると巨大化し、「赤色巨星」となります。太陽は赤色巨星を経て、「漸近巨星分岐」になります。
太陽が巨大化を始めて地球に起こる変化は、日射量が多くなることは当然で、地表では温度が上がったり海は干上がって生命が生存できるような環境ではなくなってしまいます。地球の上の事実上の死であり、土星の氷のリングは溶けて蒸発し、なくなってしまうでしょう。
太陽の半径が、今の300倍以上に巨大化すると考えられており、この場合だと、太陽に近い水星、地球、火星、金星などは太陽に飲み込まれてしまう可能性が高いです。飲み込まれた後の地球は膨張して密度が薄くなった太陽の中を公転し続け、最終的には溶けて蒸発してしまいます。

表面温度が低く、光度が高い恒星。主系列星を終えた後の状態である。太陽の10倍の質量だと赤色超巨星になる。

表面温度が低く、とても光度が高い恒星。赤色巨星のさらに進化した状態。

自ら光を発する、ガスの天体の総称。

3.今から約80億年後ー太陽は死を迎え、美しい星雲となり、惑星たちのもとになる。

巨大化した太陽はガスをどんどん宇宙に放出していくようになります。ついに太陽は地球ほどの大きさの中心部を残して、宇宙空間にガスが散らばってしまいます。
中心に残った天体は「白色矮星」と呼ばれ、太陽の場合は本来の太陽の重さの半分の重さが地球ほどの大きさに詰め込まれるため、密度は1㎤約1トン(1000Kg)で、超高密度の天体となるのです。白色矮星内の「燃料」は尽きているため、核融合反応は起こらなくなり、しかし余熱は残っているのでゆっくりと冷えながらも輝き続けます。
放出されたガスは太陽系を取り巻くようにして広がっていき、白小矮星からの光(紫外線)に照らされ色とりどりに輝くのです。これを「惑星状星雲」といい、美しい雲のようです。

2つの原子核どうしを衝突させて融合するもの。

4.今から1000億年後ー私たちの銀河以外の銀河が見えなくなる。

巨大化した太陽はガスをどんどん宇宙に放出していくようになります。ついに太陽は地球ほどの大きさの中心部を残して、宇宙空間にガスが散らばってしまいます。
中心に残った天体は「白色矮星」と呼ばれ、太陽の場合は本来の太陽の重さの半分の重さが地球ほどの大きさに詰め込まれるため、密度は1㎤約1トン(1000Kg)で、超高密度の天体となるのです。白色矮星内の「燃料」は尽きているため、核融合反応は起こらなくなり、しかし余熱は残っているのでゆっくりと冷えながらも輝き続けます。
放出されたガスは太陽系を取り巻くようにして広がっていき、白小矮星からの光(紫外線)に照らされ色とりどりに輝くのです。これを「惑星状星雲」といい、美しい雲のようです。

5.今から10の34乗年後ー宇宙からブラックホール以外の天体が消える。

陽子の崩壊でブラックホール以外の星は崩壊してしまいます。
原子の中心には原子核があり、原子核は正の電気を帯びた「陽子」、電気を帯びていない「中性子」が複数集まってできています。これが簡単な原子の構造です。
普通の原子核は安定していて、時間が経ってもなんの変化も起きません(放射性物質を除く)。ただし、中性子は不安定であることがわかっており、原子核の中にはない中性子の寿命は15分ほどで、複数の別の粒子に変わってしまいまうのです(崩壊)。

一方、陽子の場合は原子核の中にあって安定しています。ですが、陽子も理論的には安定しておらず、いつかはより軽い粒子に崩壊してしまうと考えられています(陽子の寿命はわかっていませんが、実験などから10の34乗年ほどであるだろうとされています)
陽子が崩壊し、原子核は形を保てなくなり、原子核が素粒子レベルまで壊れると、原子も壊れます。つまり、陽子の寿命が10の34乗年だとすると、その時に原子が宇宙から消えるということです。唯一残るのはブラックホールくらいで、それ以外の惑星、恒星は崩壊してしまい消えてしまうのです。
(陽子は、反電子—陽電子とパイ中間子、またはK中間子とニュートリノに崩壊すると考えられています。パイ中間子はすぐに2つの光の粒子に崩壊してしまいます。)