930億光年とは？宇宙の直径と観測限界を解説！（宇宙の膨張：光の地平線：観測技術：宇宙論）

「宇宙の直径は930億光年と聞いたけど、宇宙の年齢は138億年じゃないの？」という疑問を持つ方は多いでしょう。

930億光年という数値は、宇宙の膨張を考慮した「共動距離」で表した観測可能な宇宙の直径です。

この記事では、930億光年の意味・宇宙の膨張・光の地平線・観測限界・宇宙論的な背景まで、わかりやすく解説していきます。

930億光年とは「観測可能な宇宙の直径（共動距離）」を表す数値

それではまず、930億光年という数値の定義と宇宙膨張との関係を解説していきます。

930億光年とは、現在の観測技術で観測できる宇宙（観測可能な宇宙）の直径を共動距離で表した値であり、半径は約465億光年です。

「宇宙の年齢は138億年なのになぜ直径が930億光年？」と疑問に思う方も多いでしょうが、これは宇宙が膨張しているためです。

ビッグバン（138億年前）から出発した光が138億年かけて地球に届くまでの間、宇宙は膨張し続けました。

その光の出発点だった場所は、膨張によって現在では約465億光年先に遠ざかっています。

光の「旅行した時間（138億年）」と現在の実際の距離（465億光年）が一致しないのは、宇宙膨張によって空間そのものが伸びたためです。

・光路距離（ルックバック距離）：光が旅してきた時間を光速で換算した距離≒138億光年（半径）

・共動距離：宇宙膨張を考慮した現在の実際の距離≒465億光年（半径）

・観測可能な宇宙の直径：共動距離の2倍≒930億光年

「宇宙の大きさ」を語るときは共動距離（930億光年・直径）を使うことが現代宇宙論の標準です。

続いては、宇宙の観測限界である「光の地平線」について確認していきます。

光の地平線（Hubble horizon・粒子地平線）とは、光が宇宙の年齢（138億年）で到達できる最大の距離であり、これより遠い場所から出た光は原理的に地球に届きません。

光の地平線の外側にある天体・空間は観測不可能であり、宇宙全体の大きさはこの観測可能な範囲をはるかに超えると考えられています。

ハッブルの法則によると、遠い天体ほど高速で遠ざかっています。

非常に遠い天体は光速を超える速度で後退しているように見えますが、これは空間そのものが膨張しているためであり、特殊相対性理論に矛盾しません。

観測可能な宇宙の境界（光の地平線）では、空間の膨張速度がちょうど光速に等しくなっており、これより遠い場所の情報は届かないという構造になっています。