夜空はなぜ暗い？素朴な疑問から辿るオルバースのパラドックスの旅

「宇宙にはたくさんの星があるのに夜空はなぜ暗いの？」

遠くの星は見えないからでしょ。当たり前じゃん！ …反射的に私はそう思いましたが、実はそう簡単な問題ではないらしく、実は問題提起されてから解明するまで300年くらい未解決だったパラドックスだったようです。

パラドックスをより詳しく書くと

• 宇宙が無限に広がっていて
• 恒星が均等に散らばっているならば
• 地球からみた宇宙は明るいはずだ
  というもの。 言い換えると、「地球は無限の宇宙空間に取り囲まれていて、無数の恒星に囲まれている。、あらゆる光で地球は照らされているんだから地球からみたら宇宙って眩しくなるよね」って話。

これに対して私の直感は遠くの星は見えないからというもの。 より正確に書くと、「遠くの光は分散してしまう。遠くの光は明るくは見えないんだから、そりゃー暗くなるでしょ」というもの。

でも実はこの理解は間違っている。

実は恒星の見かけの大きさ（明るさ）は距離の2乗に反比例するが、同時に恒星の数が距離の2乗に比例することがわかっている。言い換えるならば、「遠くなって光が弱くなったとしても、遠く離れた分観測できる恒星の数が反比例して増えるから、理論上地球が受ける光の総量は変わらない」ということを言っている。

…あれ！？そうなの！？ じゃあ…眩しくないとおかしいじゃん！？ ここまで理解して、ようやく私はこのパラドックスのスタート地点に立てた。

じゃあなぜ暗いんだろう？

何か重大な前提が欠けているか、前提が間違っているか、計算方法が間違っているのだろう。

宇宙は広がり続けて、光は移動するのに時間がかかる。 今観測できる宇宙というのは、宇宙ができた138億年前までの物体しか光が届いていないから観測ができない。 だから宇宙は無限に広がっているが、観測できる宇宙は有限であるから、暗いのだ。宇宙が無限で宇宙すべての光を観測できれば宇宙は真っ白になる。だけど、観測できる宇宙はたったの138億年分しかないから暗かったのだ。

なんと奇しくも当初の回答「遠くの星は見えないからでしょ」は、何も理解はしていなかったが結論だけは合っていたのだ。