宇宙がどれほどの速度で膨張しているかを示すのが「ハッブル定数(Hubble constant, H₀)」です。
この値は「1メガパーセク(Mpc:およそ326万光年)離れた天体が、毎秒何キロメートルの速さで遠ざかっているか」を示すもので、単位は km/s/Mpc です。
たとえば H₀ = 70 km/s/Mpc であれば、326万光年離れた銀河は毎秒70kmの速さで私たちから遠ざかっていることになります。
このハッブル定数の値を求める方法には主に2つあります。
1つはは、ビッグバンから約38万年後に放たれた「宇宙マイクロ波背景放射(CMB)」のパターンを詳しく解析し、そこに刻まれた宇宙の初期条件をもとに、理論モデル(ΛCDM)を用いてハッブル定数を“計算で導き出す”方法です。
CMBの観測には人工衛星(たとえばESAのプランク衛星など)が用いられ、非常に高い精度で測定が行われます。
もう1つは、現在の宇宙における「Ia型超新星」という宇宙のどこで起きても明るさが同じという爆発現象を観測し、それらがどれだけ赤方偏移しているか、つまりどのくらいの速度で遠ざかっているかを測定する方法です。
その超新星がどれくらい離れているかは、「セファイド変光星」などを使って正確に測ります(この手法を「宇宙の距離はしご」と呼びます)。これにより、現在の宇宙の膨張速度が直接的に得られるのです。
宇宙の距離の測り方~三角法からバリオン音響振動まで~
この2つの方法は、片や初期宇宙の理論に基づく“過去”からの推測、もう一方は“現在”の宇宙の観測に基づく直接的な測定という違いがあります。
- 初期宇宙に基づく間接測定(CMB由来):約67 km/s/Mpc
- 近傍銀河に基づく直接測定(超新星観測):約73 km/s/Mpc
この差異は、単なる誤差では説明できないほど明確で、天文学の中でも大量のデータを用いた慎重な分析から導かれたものです。