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Published: 2013年9月17日
現在の観測結果では、宇宙に中心はありません。 中心が存在するためには、その点が宇宙全体から見て特別なものでなければなりません。
まず、物体が回転している場合、回転の中心を定義することができます。 回転中心とは、回転している物体の中で静止している1つの場所のことです。 地球の場合、北極と南極を結ぶ軸が回転の中心です。 バスケットボール選手が指の上でバスケットボールを回転させている場合、ボールが指に触れているところが回転中心となる。 車軸上の車輪の回転中心は、車軸の中心である。 宇宙を観測しても、宇宙全体には全く回転がありません。 回転がなければ、回転の中心もありません。
次に、質量の中心を定義することができます。 物体が有限であれば、質量中心とは、平均してすべての方向に同じ量の質量を持っている点にすぎません。 無限の物体の場合、状況はより複雑になります。 物体が無限で一様な場合、すべての点が同一であるため、質量の中心を定義することはできません。 一方、物体が無限でありながら一様でない場合（例えば、ある一点に密度の高い結び目がある場合）、物体全体の質量中心を、一様でない部分の質量中心として定義することができます。 例えば、空に浮かぶ雲を考えてみましょう。 ある種の雲は、境界がはっきりせず、四方八方に伸びていき、どんどん薄くなっていきます。 雲は事実上無限に広がっていますが、雲の中の高密度領域は限られた体積の中に存在しているので、制限的な手順で質量の中心を見つけることができます。 現在の観測では、宇宙の大きさは無限大であると考えられています。 惑星や星は時空構造の不均一性を表していますが、宇宙規模ではその不均一性はランダムに分散しています。 つまり、宇宙は平均して一様なのです。
もう1つの可能性は、電荷の中心です。 質量の中心と同様に、電荷の量が周囲のすべての方向で平均的に同じになるような物体の点を指します。 一様に帯電した球体の場合、電荷の中心は球体の中心になります。 質量分布と同様に、宇宙の電荷分布は無限で、平均的に一様なので、電荷の中心はありません。 サラダボウルのように、宇宙の中心点があって、そこからすべての点が曲がっていくということが考えられます。
もう一つの可能性は、膨張の中心です。 ゴムシートをボルトで地面に固定して、人が四方八方に引っ張ると、ゴムシートが固定されている場所が膨張の中心になります。 膨張の中心とは、他のすべての点が遠ざかっていく空間の点です。 天体観測の結果、宇宙は確かに膨張していることがわかりました。 これらの観測結果は、ビッグバンによって宇宙が始まったという概念の基礎となっています。 宇宙が膨張しているということは、時間を逆算すると、宇宙が一点にまとまっていた時期があったはずです。 宇宙は膨張していますから、膨張の中心があると考えられます。 しかし、観測の結果、そうではないことがわかりました。 宇宙はどの方向にも同じように広がっています。 宇宙のすべての点が、他のすべての点から同時に一様に遠ざかっているのです。 イメージしにくいかもしれませんが、重要なことは、宇宙の中の物体は、実際には宇宙規模でお互いに離れていっているわけではないということです。 宇宙の物体は相対性理論的に空間に固定されていて、空間自体は膨張しているのです。 ビッグバンが起きた場所が宇宙の中心だと言いたくなるかもしれません。 しかし、ビッグバンによって空間そのものが作られたのですから、ビッグバンの場所は宇宙のどこにでもあり、一点ではありません。 ビッグバンの大きな後遺症は、「宇宙背景放射」と呼ばれる閃光でした。 もし、ビッグバンが宇宙のある場所で起こったとしたら、空のある場所からしかこの閃光は見えないはずです（光が宇宙を旅するのには時間がかかるし、宇宙のスケールはとても大きいので、昔に起こった閃光を見ることができるのです）。 しかし、この閃光は宇宙のどの地点からも同じように届いているのです。 さらに、地球の動きを考慮すると、閃光はどの方向にも平均して同じ強さであることがわかります。
中心を定義するもう一つの方法は、超巨大ブラックホールや超巨大星雲のように、ある一点にしか存在しない物体や特徴を特定することです。
どのように定義しようとしても、宇宙には中心がありません。 宇宙は無限であり、回転していません。
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