ダークエネルギーとは何か？ | 宇宙

ダークエネルギーとは、宇宙の膨張速度を遅くするのではなく、時間とともに加速させている謎の力に与えられた名前である。 これは、ビッグバンで始まった宇宙から予想されることとは逆です。 20世紀の天文学者は、宇宙が膨張していることを知りました。 20世紀の天文学者は、宇宙が膨張していることを知り、膨張が永遠に続くか、あるいは、宇宙に十分な質量と自重があれば、いずれ反転してビッグクランチを起こすだろうと考えたのです。 しかし、21世紀初頭の宇宙論では、その考え方は進化しています。 宇宙は、数十億年前よりも現在の方が速く膨張していると考えられているのだ。 では、何が膨張を加速させているのだろうか？ 天文学者は今、それを理解するための可能な方法として、反発する力を口にすることがあります。

1990年代後半まで、ほとんどの宇宙学者は、宇宙にはビッグクランチを引き起こすほどの質量はないと考えていました。 特に、2dF銀河赤方偏移サーベイとスローンデジタルスカイサーベイで得られたデータは、宇宙自身の質量と重力がそれを引き戻そうとするため、宇宙は永遠に広がり続けるが、そのスピードはますます遅くなると確信しているようであった。 この超新星爆発は、常に同じ量の光を放つため、天文学者にとって非常に有用であり、宇宙の距離を計算するためのいわゆる「標準ロウソク」として利用することができるのです。 これはとてもシンプルな考え方です。 夜のホタルを思い浮かべてください。

1998年の調査は、アメリカ人のアダム・リースとソール・パームター、そしてオーストラリアのブライアン・シュミットという2人の国際的な天文学者グループによって実施されました。 世界中の8つの望遠鏡を使って、彼らの目的は、1A型超新星の距離を使って、ハッブル定数として知られている宇宙の膨張率（実際には、宇宙の膨張率は時間によって変化するので、厳密には定数ではないのですが）を計算することでした。 宇宙が現在の年齢の2/3しかないときに爆発した遠方の超新星は、本来あるべき姿よりもずっと暗く、したがってずっと遠方にあったのです。

これらの結果が明らかになったとき、天文学者のコミュニティでは多くの懐疑論がありましたが、この観察はすぐに他のチームや他の方法によって再現されることになりました。 2000年代に入る頃には、宇宙の膨張は一般に信じられているように減速しているのではないことが明らかになりつつあった。 宇宙の膨張は、一般に信じられているように減速しているのではなく、実際には加速しているのです。

さらに不思議なことに、ビッグバンから70～80億年後までは、予想通り膨張は減速していたのです。 しかし、その後、理由はまったく不明ですが、謎の「反重力力」が優勢になり、重力による膨張のブレーキに打ち勝って、減速から反転して加速を始めたのです。

この加速の原因となった力は、科学者たちによってダークエネルギーと呼ばれるようになりました。 この場合、ダークとは、ダークマターのように文字通り暗いというよりも、未知という意味です。 ダークエネルギーとダークマターはまったく無関係の現象であることに注意する必要があります。 続きを読む ダークマターとは何ですか？

さらに謎を深めるのは、この奇妙なダークエネルギーの特性が、アインシュタインの宇宙定数と一致していることです。 アインシュタインは、宇宙が膨張するという考えを嫌い、20世紀初頭に流行した定常宇宙論が仮定する静的な宇宙を好んでいた。 彼は、観測された宇宙の膨張に対抗するために、起源が定かでない反重力力を発明し、その結果、膨張しない宇宙を実現したのである。 しかし、アインシュタインは後に、観測によって裏付けられていないこの考えを撤回した。

ダークエネルギーは、宇宙論の大きな未解決問題の 1 つである。 現在では、宇宙のすべてのものの68%を占めていると考えられており、通常の、いわゆる「バリオン」物質（私たちが実際に見ることのできるあらゆる物質）はわずか5%で、残りは暗黒物質であるとされているが、これも宇宙の大きな謎である。

ダークエネルギーは、アインシュタインの反重力力のような振る舞いをしますが、その性質と起源は依然として不明です。 その最大の謎の1つは、ビッグバンから数十億年後のある時点で、なぜ暗黒エネルギーが宇宙の膨張速度を支配し始めたかということです。 もし今存在しているのなら、なぜ最初から存在しなかったのでしょうか。

ダークエネルギーの物理学は非常に憶測が多いものです。 近年、有力視されているのは、ダークエネルギーがヒッグス場の親戚である「真髄」と呼ばれる力に似ているというものだ。

また、宇宙学者は、暗黒エネルギーが宇宙の膨張を永遠に加速し続けるかどうかについても見当がつかず、遠い将来、その加速が宇宙を結びつけている力を克服して、文字通り宇宙のすべての物質を引き裂く、ビッグリップとして知られる悪夢のシナリオに至るだろう。

現在および将来の宇宙ミッションや地上調査によって、ダークエネルギーの性質を調査するものがいくつかあります。

宇宙の未来に大きな影響を及ぼしているこの神秘的な力について、近いうちに理解を深めることができると期待されていますが、そのためには、宇宙の歴史をはるかに完全に描き出す必要があるのです。 しかし、137億年の考古学は非常に困難で時間がかかり、その歴史の中で非常に多くの古代の地層が欠けていたり、不明瞭であったりするので、突然の啓示は期待できない

結論 宇宙は古い理論が予測したよりも速く膨張している。 宇宙論の大きな謎の1つである暗黒エネルギーが、その加速膨張を引き起こしている可能性があります。 ダークエネルギーは現在、宇宙のすべてのものの68％を占めていると考えられています。