事象の地平面

宇宙における事象の地平面(宇宙の地平面、宇宙の地平線)とは、光速で観測可能な範囲であり、事実上の宇宙の果てである。

簡単には、地球を中心として、光速×宇宙の年齢が宇宙の地平面である。この外側にもなお宇宙が存在するが、光速より速いものが無い以上は、それ以上遠くからの光が地球に届くことはなく、つまりその情報を得ることができない。

天体から放たれた光は、ほぼ真空の宇宙においては光速で宇宙空間内を伝播し、やがてその一部は地球へと達する。但し、宇宙そのものは「膨張」しているため、その伝播距離と時間は単純計算できない。

遠方の天体は、光速あるいはそれ以上の速度で遠ざかりながら光を放っている。赤方偏移z=1.7程度が、現在地球で観測される光を放った当時に概ね光速で遠ざかっていた天体で、これよりも赤方偏移の大きな天体は、超光速(光よりも速い速度)で地球から遠ざかりながら地球に向けて光を放ったことになる。

こうして、超光速で遠ざかりながら放たれた光で、原理的に観測可能な「最遠」は、宇宙の年齢×光速ということになる。宇宙の年齢は、約137億年である。

仮に宇宙の地平面から放たれた光が今現在地球で観測されたとすると、その天体の距離が原理的に観測可能な最遠であると言えるが、この距離を「粒子的地平面」といい、地球からの距離は約470億光年である。

つまり、宇宙の膨張を込みで考えると、いま観測可能な最遠は、いま現在約約470億光年の距離にある天体であり、これはこの天体が約137億年前に放った光である。

「粒子的地平面」は現在、光速の約3.5倍の速度で地球より遠ざかっており、つまり光速の約3.5倍速で宇宙は膨張している。