【宇宙物理】宇宙が予想以上の速さで膨張している！ ハッブル定数の最新値は既存理論で説明不可能
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宇宙望遠鏡科学研究所(STScI)などの研究チームは、NASAのハッブル宇宙望遠鏡による最新の観測データを用いて、宇宙の膨張速度を精密に計算した。その速度は従来予想されていた値よりもかなり速く、既存の宇宙論では説明がつかないものであることがわかってきたという。宇宙膨張を合理的に説明するための新しい物理学理論が要求されている。研究論文は「The Astrophysical Journal」に掲載された。
最新の観測データによる宇宙の膨張速度は、ビッグバン直後の初期宇宙の膨張から予想されていた値を上回っているという。予測値と観測値の不一致を説明するためには何らかの新しい物理学理論が必要になると考えられている。
宇宙の加速膨張に関する研究で2011年にノーベル物理学賞受賞者で今回の研究を主導しているAdam Riess氏(STScIおよびジョンズ・ホプキンズ大学)は「研究者コミュニティーは今、この不一致の意味を理解することに取り組んでいるところだ」とコメントしている。
研究チームは過去6年間、ハッブル宇宙望遠鏡を使って地球からさまざまな銀河までの距離を精査してきた。この測定値は、ハッブル定数(時間の経過とともに宇宙がどれだけの速さで膨張しているかを表す値)の計算に使われる。今回の研究では、分析対象とする天体(ケフェウス型変光星およびIa型超新星)の数が拡大されており、最大でこれまでの10倍という広範囲の天体について調べたという。
欧州宇宙機関(ESA)が運用するプランク衛星による宇宙マイクロ波背景放射(CMB：cosmic microwave background)のデータをもとに、ビッグバン直後(約138億年前の宇宙創成から37万8000年後)の初期宇宙の膨張を観測した先行研究があるが、今回の研究で計算されたハッブル定数は、この初期宇宙の膨張から予想される値を上回っている。2つの値の相違は約9％であり、この値の不一致が偶然の産物である確率は1/5000という低さであるという。
プランク衛星のデータから予想される宇宙の現在のハッブル定数は67km毎秒毎メガパーセクであり、69km毎秒毎メガパーセクよりも速い可能性はないとされてきた。これは1メガパーセク(＝3300万光年)離れるごとに毎秒67kmだけ速度が加算され、遠くの宇宙ほど膨張速度が上がるという意味である。
一方、今回の研究チームが算定したハッブル定数は、73km毎秒毎メガパーセクとなっている。これはCMBの観測値にもとづく初期宇宙の膨張から予想される現在の宇宙膨張速度の上限値を超えていることになる。
ハッブル宇宙望遠鏡のデータは非常に精密なものであるため、プランク衛星のデータにもとづいて予想した宇宙膨張速度との乖離を測定誤差として片付けるわけにはいかない。Riess氏は「どちらのデータも複数の方法で検証されている。したがって互いに無関係ないくつものミスが連続して起こったのでない限り、この不一致は測定上のミスではなく、宇宙の特性から来ているものである可能性が高い」と説明している。
Riess氏は、プランク衛星とハッブル宇宙望遠鏡のデータが一致しない理由を説明するための仮説をいくつか挙げている。その1つはダークエネルギーに関係するもので、宇宙の加速膨張における加速度が一定ではなく、加速度自体が時間とともに変化するというものである。
もう1つの仮説は、「ステライルニュートリノ」などと呼ばれる未発見の素粒子が存在するというものである。ステライルニュートリノは、ニュートリノ同様に光速に近い速度で動くが、通常のニュートリノのように弱い力での相互作用をせず、重力だけが相互作用の力として働くと考えられている。
さらに別の仮説として、未知の重力源であるダークマターに関するものもある。ダークマターは通常の物質や電磁波と相互作用しないため観測が困難とされてきたが、これまで考えられてきたよりも通常の物質や電磁波との相互作用が強いと仮定するのだという。
いずれの仮説を採用した場合も、初期宇宙の様相が変わるため既存の理論モデルからは矛盾が生じる。矛盾のある理論を使って初期宇宙の観測結果から推定したハッブル定数は誤った値になると考えられ、ハッブル宇宙望遠鏡の観測結果にもとづくハッブル定数とは食い違うことになる。
研究チームはこの問題についてまだ答えを出しておらず、今後も引き続き宇宙の膨張率に関する研究を続けていくとしている。
https://news.mynavi.jp/article/20180302-592885/ >>197
ケフェウス型変光星またはケフェイド変光星でぐぐるとよろし
変光星を星間距離の測定に使わないと
地球の年周視差に頼る時代まで後退するぞ
それも1000光年程度の距離しか測れない精度 >>205
たまたま地球の側に変光星があったから、その距離を測り法則性を見つけられたんだっけ。
距離の梯子って奴。 実は膨張してなくて、遠くの星ほど赤く見えてるだけ、って説はないの？ 今までの予想を覆す予想が！
さらなる予想が待たれる >>206
◆太陽系内←ケプラーの法則で速度や距離を知る(近代でレーダー測量
◆地球から太陽系外近傍の恒星や盛運までの距離
年周視差による三角測量
◆距離のわかった星系でケフェウス型変光星を探す
脈動時間で「絶対光度」を測る
変動間隔の長い星ほど絶対光度は明るい
◆ケフェウス変光星を測りとしてIa型超新星の出現した銀河を探す
変光星の「見かけの明るさ」からその銀河までの距離を計算
たぶんこんな歴史(研究にはかぶった期間があったんじゃないかな
梯子には下位段階で誤差が生じたら上位の計算に大きな影響出るけど
現時点ではそれにかわる測定手段が限られる(銀河の回転速度とか銀河団の移動成分の計測何たら 物理的に膨張を観測出来てないのに
なにほざいてんだ？
赤方偏移全部を膨張に転嫁してんじゃねーよ 宇宙が膨張してるなら、太陽系内の惑星の距離も離れてないとおかしいよな？ >>210
その通り！
赤方偏移は単に地球から遠ざかる速度を表してるだけ。
地球に近くても遠ざかる速度が速ければ遠方の天体にされちゃう。
宇宙は膨張してないよ。
宇宙の外側がブラックホール内部と同様の空間で
外側に近い天体が引き寄せられてるのよ。
なので加速してる。 ダークエネルギーだとかダークマターなどと
言葉遊びしているようでは宇宙物理学の進歩はないな
エーテル論者と同じだ 僕の股間も従来より膨張速度が上がっています
嘘です(´；ω；｀) 宇宙（空間）が膨張してるなら、俺の家も大きくなってるの！？ 宇宙が膨張してるなら、太陽と地球の距離は 離れているの！？ 宇宙の膨張は見た目だけのもので
距離感とスペクトルの錯覚が大きい
ある程度の膨張と収縮はしている
存在は運動だからね
だが宇宙には重力があり中心にいくほど重力は大きい
その中で光速度で膨張する力の説明はまだなされていない
ビッグバンのエネルギーは測られたことはないし
背景放射体の在り方もまだよくわからない ちゃんと>>1くらい読んでからレスしてね
メガパーセク(3300万光年)あたり69km/sとか73km/sの速度とかのオーダーでの話
太陽系内で「光年」のオーダーで話する領域があるか?
プランク衛星の観測対象とハッブル宇宙望遠鏡の観測対象も判ってから議論してね
宇宙背景放射のマイクロ波を「地球の近く」とするなら発生源は何かくらい明示する責任がある
そしてそれが一部の限られた宙域ではなく地球から見て全天方向から飛来する理由の説明も
「全天から飛来する電磁波」程度ならヘリオポーズ(太陽境界面)もありえるが
絶対温度2.75kの黒体放射であるか否かで区別がつく 宇宙膨張論が正しいなら、天の川銀河ないの星の距離も離れてるんだよな。 宇宙初期のころは光はもっと遅く、加速の段階で波長が伸びてしまったとか >>204
だからそう言ってるじゃん…
反重力否定してるのは>>189だから 宇宙って一点から膨脹したと云うからそれが今も続いてるんだろ
色々なものが振動するので宇宙もきっと膨脹収縮の振動をしてるんだよ ３０坪の住宅ローンに一生をかけてるおれに
宇宙が膨張してるからなんだって？ 例えばだ
この宇宙は深海の海で生じた泡だとすれば
急速に膨張しているのは簡単に説明出来るだろ
宇宙の外側の圧力が低くなっているからだよ
そのうち突然膨張は止るよ
そして宇宙は破裂する >>229
泡で言うところの内外の圧力差のような、膨張をドライブしてる力の正体が分からないから困ってるわけだが 速度が上がれば時間の伸縮で限りなくゼロに近づくんだからA地点から高速で離れるBを秒速時速で計算しても辻褄なんて合わないだろ。 >>129
観測可能な宇宙の外に広大な宇宙が広がっている >>209
そうそう、そんな感じ。
記憶モードで書いちゃうけど、プレアデス星団無いにあったのでは無かったか。
同星団は年周視差で距離を測れる限界にあったので、更に遠方を計る手がかりになったとか。
ブルーバックスか何かで読んだ気がする。
面倒臭いのでググって確認はしない。 よくわからん現象があるからよくわからん素粒子を仮定して話を進めるってのはどうも気に食わんな
現状ほかにないんだろうが 宇宙が始まって１３６億年なんだから、１３６億光年先の宇宙が観測できるわけない。 確かにオレの欲求不満は膨張してる
股間は収縮してるんだよ、、、、若い頃ならなあ なんかでみたが
中心点Oから出発してPまで拡がったときに
O→Pまでかかった時間をTとするとP→2PもT
しかし2P→4Pになる時間はなぜかTになるんだってな あれだな
相対論的に
凄い速さで遠ざかってる点は時間が遅れて速度の分母が小さくなる方向へ連分数になって更にすごい速度になってんだよ そうすると最終的には、ビッグリップですべてが素粒子以下に破壊されるのかね？ >>221
銀河内は物質優勢なので斥力より重力が勝る 空間の最小単位をプランク距離のドットと考えると、空間の膨張ってドットが膨らむ気がするけど実際はドットが増えてるんだよな
それが宇宙のあらゆる場所で起こってるってのがすげー面白いしどうなってるのかを知りたいと思うわ >>243
ドットは先にあって、宇宙空間と定義される部分が増えてるとか? >>223
通常考えられる反物質は、構成する素粒子が物質と同じだぞ
どこに反重力の入り込む余地がある？
今考えられてる反物質には反重力の作用が働くとは思えない
かといって反重力が働かないとは否定できないが、反重力が働いたとしたら未知の素粒子を含む未知の物質、というものになるだろうよって話 そもそも光速みたいに拡張してるのを観測しできてるてとこがまず怪しい。 そもそも宇宙を観測して得たデータがすでに人間の思考のフィルターがかかってるんだから
宇宙の真理なんて得られるわけねーだろｗ >>246
じゃあ科学者たちにそういってやれよ
反物質の重力相互作用に付いてはまだ確定していないんだよ
それを研究しているチームもあるくらいだ >>236
地球が始まって120億年
その120億光年の視界の中に、ビッグバンの中心が見当たらない
なら中心は120億光年から136億光年にあるのか？
地球は平均速度光速以上で動いたことになる
おかしい 家に宇宙制御盤があるんだが、今年になってから膨張調整ダイアルをかなり右にまわしたからな 人間の観測性能が上がれば上がる程膨張速度は早くなるんじゃねーの？ >>51
宇宙自体がとてつもなく巨大なブラックホールに落ちていってるってこと？ >>251
相対速度ってのは不思議なもんで、光速以上にはならない
例えば俺が速度10km/s、お前が速度－10km/sで進む時、お前から見た俺の相対速度は厳密にいうと20km/sではない
詳しくは相対論的な速度の合成で調べてみて >>256
「速度」にはベクトル(向き)を定義しないと話にならないのだが
マイナスの速度と言う事は
同じ線上において
同じ方向を向いているのか、向かい合ったコースを設定しているのかで
時間経過による位置関係は大違いだよ
向かい合った状態でAが前進、Bが後退してるなら相対速度は0だ
同じ方向(便宜上東)を向いて同じ地点からスタートして
Aは東、Bは西に動くなら相対速度は20km/sとなる 宇宙の寸法が拡大してるなら、端まで旅行するのも年々大変だな >>257
> 例えば俺が速度10km/s、お前が速度－10km/sで進む時
これを
> 向かい合った状態でAが前進、Bが後退してるなら相対速度は0だ
こう解釈できるとか、コイツ最高にアホ >>261
思考実験でも前提条件があいまいだと
人対しての説明が出来ない
開始時の両者の位置、向きは>>256には書かれてない
「厳密に言うと」と書いておいて間抜けなこと書いてる 左から光、斥力、光
三角と逆三角になる部分が光には存在する
これでわかる事は光には斥力が発生してる
>>263は反物質にも適用されるので
反物質の光にも斥力が存在する 宇宙の外には何もない。なので宇宙は外に広がろうとする。
これが宇宙膨張の原理。 離れすぎて星が見えないには
寂しいね。まあ、気が遠くなるほど未来の話だけど。 >>255
良い視点
この宇宙の全質量を振り切って脱出するために必要な速度を計算すると光速ぐらいになるらしい
もしかしたら光速でも脱出不可能かも知れない
では、この宇宙は外からどう見えるか? 赤方偏移観測
宇宙の端っこのスピードは光を超えてる
それより、向こうは分からない >>245
それ面白いな
なるほど同じディスプレイで解像度を少しずつ大きくしてるってやり方か
宇宙は大きくなるのは実はdpiの上昇ってホントにシミュレーションみたいだな 所詮は地球の物理学が仮定推測した理論の展開で
宇宙を推し量らないといけないので無理があるのは承知の上だよ
どこまで真理に近づけるのかというゲームのようなもの
証明されていることだって地球内のことなのか
地球外も含まれていのか、宇宙内なのか外なのかもわからないんだよ
次から次とわからないことが分かってくるのはまだ続くんだろう ビックバンは信用出来ない。銀河や星の配置が偏り過ぎているからだ。ほぼ真空で有る宇宙空間なら、もう少し360°平均的な分布で無ければおかしいだろ 書き方が悪かったが平均的って言うのは四方に対してね ユニークな考え方がたくさんあって面白いな
オレは光速変動説
宇宙が小さかった頃の光速が今と同じだと何故言えるんだ？ 宇宙の外側からぎゅーっと引っ張られてるから
内部をいくら調べてもわからんよ >>276
宇宙の初期に光速が今より速かったと仮定するとインフレーション理論を使わなくても
現在に至る宇宙の進化をほぼ説明できるのでその可能性を真面目に研究している学者もいるよ
光速がいまの光速より速かった場合のCMBのスペクトル指数を計算することができるので
その理論値を実測値と比較していく
CMBの観測精度が上がっていくと仮定が正しいかどうか検証できる
現時点での観測精度だと否定も肯定もできないような値になってる 良くわからんけど俺は最近予想以上の速さで性欲が減退してる Hubble's Data(1929)：
数々の銀河の距離と離れる速度の関係
km/sec
速｜ ／
度｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿／＿
１０００｜ ｜ ／｜
｜ ｜ ／ ｜
｜ ｜ ／ ｜
｜ ｜ ／ ｜
｜ ｜／ ｜
５００｜＿＿＿＿＿／＿＿＿＿＿｜＿
｜ ／｜ ｜
｜ ／ ｜ ｜
｜ ／ ｜ ｜
｜ ／ ｜ ｜
｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿｜＿＿＿＿＿＿＿
０ １ ２ 距離(Mpcメガパーセク)
https://lh3.googleusercontent.com/-EfKpQ6VF0Dc/WDbxWYKFMSI/AAAAAAABGiI/GI4ZoQjACqY/s640/blogger-image--2128443483.jpg
Mega parsec：
地球から遠くの恒星を観測すると、地球は太陽の周りを直径3億キロの円を描いて1年で公転しているため、半年経って
同じ恒星を観測すると3億キロ離れたところから見ることになるため、見える方向がほんのわずかに変化します。
この変化のことを年周視差といい、距離が近いほど大きくなります。
で、この年周視差の大きさが1秒（1秒は3600分の1度です）になる距離を1パーセクと定めていて、1パーセクは3.26光
年に相当します。
そして1kpc（キロパーセク） = 1000パーセク、1Mpc（メガパーセク） = 1000kpc = 100万パーセク となります。
kpcは銀河系内レベル、Mpcは遠くの銀河レベルの距離を議論する時に使います。
岩波文庫『銀河の世界』(1936,1999)#5:175頁参照。
1929年発表の元論文、
A relation between distance and radial velocity among extra-galactic nebulae
http://www.pnas.org/content/15/3/168.full そろそろ光速不変の原理から光速から割り出す相対的時間と相対的距離の長さを決定する
考え方を改めないと、空間膨張がぁあとか言う光速を超えた位置関係になっている
ビックバン宇宙の末端から末端のそれを永遠に否定しつづけることになる。
ブラックホール同士の衝突合体による重力波検出だって、光速が成立しないブラックホールの
中のそれらを説明できなくなる、さも時間があるかのようにブラックホールが合体している
ブラックホールに近寄ると時間が遅くなりやがて停止状態になるとかいうそれがあるなら
ブラックホールが合体した重力波の時間ってどうなるの？時間の無い世界のブラックホールで
時間と大きさ説明できるなら光速以外の概念で距離と時間を説明する必要がある、
これを否定し続けているのが物理学の最大の問題じゃないの？ ビッグリップや 宇宙は光速を超えて広がり、引き裂かれて死ぬんや もうやめようよ
赤方偏移は光の見え方であって
空間が広がってるからじゃない 赤方偏移は光子の老化現象
ドップラー効果もあるが限定的 >>281
これさ
地球の公転による地球・天体の速度差60㎞/sあるんだが
60㎞/sを無視できない1Mパーセク以下のデータって
精査してんのかな？
地球の公転により季節によっては確実に地球に近づいてる天体もある
それは青方変位してんのか？
してる話はまるでない
つまり赤方偏移の原因はドップラー以外にもあるってことだ 地球の銀河公転速度は225㎞/sだ
そうすると公転方向の天体は、半数以上青方偏移していなければならないし
その反対方向の天体は、全部225㎞/sさらにシフトした赤方偏移ってことだ
ハッブルはそこまで観測したのか？
アンドロメダが接近中ということだが
同様に、銀河の左側と右側で、ドップラー効果が逆転するはずであるが
どうであろうか？
たまたま左側が多く、強くなってて平均の偏移が青方よりになってるだけではないのか？ 引力の法則で宇宙の外に向かって落下し続けてるんだってば ハッブル定数は加速膨張のおかげで既に定数じゃなくなっちゃったんでしょ。
ハッブル数の変化から、逆に光速がどう変化したかって知見得られないのかね。
相対性理論は光速が定数であるという前提にたっているが、光速が変動した場合の
物理学って記述できるんじゃないかな。 >> 279 逆かと思った
伝搬中に自然加速したことでエネルギー保存則から赤方偏移したのかと・・
まあ素人考えですけど やっぱりな、ビッグバンモデルはおかしいと思ってたよ >>293
仮説の上に仮説を積み上げて、更に仮説を上乗せして 出来た超仮説だろ？ 赤方偏移の原因をビッグバン以外に説明できる理論があればな
「夕日が赤く見える理由」みたいに
後退速度じゃなく距離があるため赤色成分だけ届く、見たいな理由ならロマンチックw 救急車
ピーポー♪ ピーポー♪
ドップラー効果(^^) >>295
夕焼けと同じ理屈だろ
宇宙くらいの距離があれば青が吸収されて減るわな そもそも、宇宙を膨張させてる
エネルギーはなに？
宇宙全体にはエネルギー保存則は成立しない？ >>299
宇宙そのものを作ったエネルギー
宇宙の外からエネルギーを供給されている状態だから保存則とか関係ない >>299
重力場のエネルギー密度は一般的な定義が為されていない。 エネルギー保存則は関係ないとかいうけれど、
本当にそうか？
反物質はどこにいったんだ？
物質と反物質が揃って、宇宙の全エネルギーじゃないのか？ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
