【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/ >>322
あんたが間違っているよ、両方同じ
同じというのは説明不可能だということ、説明可能なら違うといえるが不可能なものを
違うとか言うのは単なる思い込み。
特異点の単語の意味すら理解できていないの？ >>333
「ビッグバンの特異点」とか言ってる時点で古い。
特異点はあったとしても、ビッグバン「以前」。
今時の「ビッグバン」の定義ならな。 >>332
恒星のでかさだけでも意味が分からんよな
宇宙のでかさなんて真面目に考えたら気が変になる 定数は時々変化するんだよ。
興奮すれば大きくなるし、
落ち着いたら小さくなるし。 >>335
まぁインフレーションが出てきたから
「ビッグバンが宇宙の始まり」ではなくなったかもな
さらにマルチバースで「いつが始まり」は永遠に知る事ができない可能性も 宇宙は様々な階層構造を持つよね
銀河団、銀河系、太陽系、・・・、原子、クオーク、・・・、プランクスケールの世界
光速の上限って、スケールが違うけど、結晶や空気中の音速に似ている
音速の上限は結晶中の原子間の結合力や、空気分子間の相互作用力で決まっている
そこで大胆に、アナロジーに従って想像すれば、光速は、時空を形成する、未知の自由度(空気分子の集団みたいな)の間の結合力で決まると考えてみる
その自由度は、なんだかわからない
超弦かもしれないし、ループ量子か、格子ゲージ理論の格子点そのものなのか
そんな自由度がたくさん集まった結果、光速が決まっているとするならば、それは、まさに空気中の音速や、空気の温度や、空気の圧力みたいに、たまたまそうなっている、って可能性があるんでないの？
未知の自由度の分布が、過去から未来永劫変わらないなんて誰もわからんし
手がかりは今の所ないけど、ヒッグス場の理解が進めば何かわかるかも 宇宙が巨大な亀の上に乗っていて、端からこぼれているから加速度的に広がっている。地球ももうすぐ落ちる。宇宙ヤバイ！ 銀河間の距離から宇宙が膨張？？
自分たちの銀河系が移動してるんじゃ？
天動説と地動説みたいだなw 宇宙空間が膨張？？？？？？？？。
何故、アンドロメダ銀河と天の川銀河は接近してるの！？ 空間の膨張よりも速い速度で銀河同士が重力で引き寄せられてるから >>347
銀河系、アンドロメダ銀河、大マゼラン星雲含むおとめ座超銀河団は
海蛇座、ケンタウロス座方面のグレートアトラクター(銀河系の数万倍の重力源)に引っ張られている
われわれの銀河系とアンドロメダ星雲の衝突はその移動過程で生じると予想されている
地球からはいて座(銀河中心方向)の向こう側にあるので観測困難 ダークエネルギーのパワーにより、どんどん膨張スピードが高まってるんだから、
どうにかしないと絶対ビッグリップになるじゃん
天文学者とか、そのうち今見えてる星も見えなくなるから、今すぐ予算を出せって
言ってるらしいよ ほんとに危機が迫ってる 破滅がすぐそこまで来てる >>351
>>天文学者とか、そのうち今見えてる星も見えなくなるから
アンドロメダ銀河は近づいてくれるから安心しろw いや、ビッグバンそれ自体が
量子力学的に未決定の状態にある。
ビッグバンは極微の世界で起きたので、
量子力学な現象だ。
しかし、いまだ観測されたことがない。
つまり、シュレーディンガーの猫の状態。
観測されることによって、状態が決定され確定される。
猫は生きているか、死んでいるか。
見るまでは決まらない。
ビッグバンは起きたか起きないか、
観測されるまで決まらない。
宇宙の存在・非存在は、その観測にかかっている。 しかし、なんだな、
量子力学をつらつら考えてるみるに、これは
「世界のすべては俺さまの脳内にある」
ってことだな。 >>353
人類の宇宙船が「水面を走る船」程度だと有人恒星間航行は難しい
水面は離発着時だけで長距離間は空飛ぶ飛行艇みたいに
空間跳躍する技術開発できれば
「宇宙の大航海時代」がやってくるだろう
問題は他の文化圏と接触して
地球人類がアフリカやインカ、アボリジニの立場になるかもしれない >>353
人工物はまだ太陽系すら出た事ない・・・ パイオニアが先に太陽系の外に出たと思ったが10号は2003年の通信を最後に沈黙したからなぁ
現在どこを飛んでいるのだろう……
>>351
いそいで予算もらって何するの？
来るもんは来るし来んもんは来ん。
カネや技術で解決できるもんでもない。
宇宙はこの数百年ではまだ遠い
俺が死んだあとなんてどーでもええねん 素朴な疑問なんだけど
全天どの方角にある同距離の銀河は同じ速度で遠ざかっているのかな？
もしそうなら宇宙の中心に地球がないとそれおかしくね？
もし速度差があるならその差より宇宙の中心（ビックバン地点）が計算できね？ >>364
地球の中心を考えてみればいい
地表に中心なんて呼べる場所は無いだろ
中心があるのはコアだ
宇宙も同じこと
宇宙の中心はどこかというと時間と空間が同じものだということを考えれば
宇宙の中心は138億年前の宇宙が始まった時間となる 鉄にも属性があって
密度が気体の鉄 STEEL
密度が液体の鉄 IRON
密度が固体の鉄 METAL
密度がプラズマの鉄 MAGNETOR
がある 大半の鉄は中身が偽者の鉄で有って比重が重い金属ほど本物である >>364
天体の移動速度は単純ではない
銀河群・銀河団・超銀河団とそれぞれのスケールで移動してる
天の川銀河を含むおとめ座超銀河団も海蛇座・ケンタウロス超銀河団の方向へ
引っ張られるように移動している(グレートアトラクター)
ゆえに「爆発の中心領域」は移動する地球からは調べるのは困難
移動しない「絶対座標系」の立場なら知る事できるかもしれないが
絶対座標系はSFの領域 高温の初期宇宙で作られた鉄がダークマター、わずか100万年以内に存在している。
100万年から1億年がたった跡にできたのがダークエネルギーである。 コズモエッグが存在していた頃の方が宇宙の密度が重かったのである。
太陽は希ガスを重力で集めているので宇宙の密度低下が遅れている古代の宇宙の名残である。 >>364
全体が均一に膨張してれば、どこからでも、
同じ距離の物は同じ速度で、それより遠くの物はより速く、
遠ざかってる様に見えるはず
逆に考えれば、宇宙の膨張に中心があり、地球が宇宙の中心に無いとすると、
地球から見て宇宙の中心の向こうの果てにある天体が、
最も速く遠ざかって見えると 地上は黄金比率で溢れ返っている平らな楕円の地球
単純な世界ほどユークリッドである ダークエネルギーが空間に一定密度存在していて、空間がどんどん拡大するごとに全体としてエネルギーが増えるというのがどうも理解できない。 光が到達しうる範囲の宇宙ががわれわれが知りうる世界
その外側の宇宙は、光を通しては決して手が届かない
宇宙膨張は、遠くの銀河が光よりも早く、外側に遠ざかっていること
銀河と銀河の間にどんどん空間が生じ、ダークエネルギーが増えると見える
これを場の量子論的に見たらどうなるだろうか
次で考えてみる 場の量子論では格子ゲージモデルを使う
これは時空をミクロに分割し、格子点とリンクで考える
例えれば、公園のジャングルジムみたいなもので、これも格子点とリンクからなる
このモデルでクオークの質量などが正確に計算でき信頼性が高い
このモデルでは、格子点に波動関数ψを置き、リンクにベクトルポテンシャルAを置く
つまりクオーク場を考えれば、クオークが存在する格子点近傍のψが大きく、存在しないところではψはゼロとなる
もちろん量子ゆらぎのためすべての格子点でψの値は揺らいでいるが、もっとも大きなψの格子点近傍にクオークが存在することになる
電子場を考えれば、ψの大きい格子点近傍に電子が存在することになる 格子点には様々な場の振動方向が存在している。クオーク場にエネルギーが注入されればクオーク場の方向に振動が生じ、電子場に注入されれば電子場方向に振動が生じる
これらの振動は量子化されているので、そこにクオークや電子の粒が存在するように見え、まためったに消滅することはない
リンクにはエネルギーや運動量を伝えるゲージ場、つまり光子、Wボソン、グルーオンなどが存在できる
これらのゲージ場を通じて、クオークや電子は相互作用している
計算では、モデル中リンクの長さなどは無限小に近似して取り扱う
こうして多くの粒子が集まった部分が原子や分子となり、生命、惑星、銀河となっていく この考えを推し進めて、大胆に想像してみよう
無限に広がったジャングルジムを考える
格子点間の距離は無限に小さい
ひょっとしたらプランク距離なのかもしれない
各格子点には見えない多数の次元が存在する
適切なエネルギーが注入されると、そこかしこに粒子が生じ光速で走っている
宇宙が冷えてヒッグス場が生じると質量を持つものが現れ、これらがクオークや電子に、ヒッグスと相互作用しないものは光となって飛び続ける
質量を持った粒子は互いに引き合い物質を形成していく
物質が多数集まると局所的にジャングルジム、すなわち時空が歪み重力場が形成されていく
こうして物質、光、重力からなるわれわれの宇宙が誕生する われわれはニュートン力学の何もない空間に物質が存在しているという考えにかなり馴染んでいるが、場の量子論の見方はこれとは異なりジャングルジム模型に近い
手を振りかざすと、無限小のジャングルジムの各格子点に手を構成するクオーク場が次々と励起され移動し、決して手が引きちぎれることはない
われわれは、比較的自由に、慣性や重力を感じつつもこのジャングルジム時空を移動していくことができる
空を見上げればこのジャングルジム時空が彼方までずっと続いているのが見える
遠くの銀河から放たれた光はジャングルジムのリンクを伝わって、光速で遠方よりやってくる
しかしジャングルジムの上に形成されている銀河は地球から遠ざかっているため、放たれるたびに波長が伸び伸びるように見えていく
また光がやってこない遠方の世界は相互作用できない世界となるが、たしかに存在するのだろう ダークエネルギーとはなんだろうか？
ジャングルジム模型で考えれば、格子点やリンクに存在する量子ゆらぎによる総合的なものと考えるのが自然である
しかし宇宙膨張の観測結果から導かれたダークエネルギーの量と、量子ゆらぎから導かれた量との間には10の120乗の違いがあり、何かが決定的に間違っているようだ
ジャングルジム模型はたしかに単純すぎる
量子ゆらぎのエネルギーを相殺する未知の機構が存在するのだろう
また相対論は光速を超えて宇宙が膨張することを禁じてはいない
インフレーションモデルはこのことを前提にしている
光速は格子点間を伝わる力の伝わり方の上限を示すものであり、時空構造の形成の仕方を規制している訳ではないのかもしれない
これらの謎を解くことが未来の課題だろう そもそも、宇宙論は根本がおかしい。
量子力学が明らかにしたのは、
意識の作用が存在の根源となにか重大な関係があるということ。
であれば、宇宙の真の始まりは意識の誕生のときで、
それより過去は遡ってあったことになったものにすぎないんじゃないか？
本当の意味で証明されたものはなんだろう？
真に証明されたものは、
デカルトの我思う、故に我あり、
までいってしまうんじゃないだろうか？
時間が本当に、過去から未来につながっているか、
それすら大いに怪しい。
あるのはいつだって現在だけだ。
過去と未来は、現在から作られている虚像にすぎないかもしれない。 >>389
>>390
>>391
>>392
>>393
>>394
生まれて初めて、場の量子論が身近なものとして捉えることができそうで、感謝しきれません！ 嬉しいです。もっといっぱい書き込んで下さい！！
隣接する格子点への力の伝達は、波動関数とベクトルポテンシャルを乗算してゆけばいいのでしょうか？ 計算したくてたまりません。
例えば、重力が伝わっていくのを計算できるのですか？
それとも、全くトンチンカンな質問をしてるのでしょうか？ >>394
それは違うな。一瞬前も存在しているわけだからな
一瞬前も過去であって現在ではない
一瞬前の積み重ねが過去の連続体であって、その連続体は確かにある あほ。
物理現象はありのままに受け入れなければならない事実の集合体に過ぎない。
素粒子物理学の大半は、それを上手に説明しているが、それはあくまで統計的な
解釈にすぎない。物理学とはそういうものだ。
それでもどうしても人間は「なぜ？」と思ってしまう。
ありのままに受け入れる事ができずに。
そうして、付け加わったのが、不毛な哲学的見解がコペンハーゲン解釈の類だ。
なぜ光の速さは一定なのかとか、なぜ素粒子は波でも物質でもあるのかとか、
物質の運動量と位置が同時に確定できないのかとか、なぜ遠隔作用があるのか
とか。その辺を、今の人間の常識で無理やり解釈する事、そのものが無駄。
物理学者は哲学的になってはいけないのだ。 宇宙全体が凄い速度で移動してるってことだから誤差も相当なものになってくるよね？
この太陽系もいや銀河も流れに乗って移動しているんだから、考えると混乱しそうだよ
>>397
劣化アインシュタインになれるぞ、ボーアは無理だがｗ
そもそも、
本当に時間が過去から未来に流れているかが疑問だ。
本当は、過去も現在も未来も同時に存在しているんじゃないのか？
仮に、意識がなかったとしよう。
そのとき、時間に意味はあるんだろうか？
時間と意識は不可分なものじゃないんだろうか？
過去は本当に過去にあるのか？
過去の出来事でも、観測によって、
収束し確定する。
猫は死んだ。観測したいま、
過去に死んでいたと決まった。
過去の出来事が確定したのは、
観測したたった今だ。
過去が変わった？
ではなくて、過去は本当は現在にあるんじゃないの？
時間は幻で、現在しかない。
現在の中に、過去と未来がある。 >>400
エネルギー保存の法則的な違和感かなあ。 >>385
位置エネルギーみたいなものなんだよ
高い位置で静止しているボールと同じ
坂道を転がりだすとスピードがドンドン上がるのと同じで
空間も一度広がりだすとドンドン勢いが増す >>86
？さっぱり分からん、何処から来るのそれは！ 量子力学においては、
過去が書き換えられるという事態が起きるのは否定出来ない。
そうである以上、むしろ、
過去は本当に過去にあるのか、
時間は本当に過去から未来に流れているのか、
ということを疑わざるをえない。
将来、観測機器が発達して太古のビッグバンを直接観測する時が
絶対に来ないとは言い切れない。
その将来の観測は、太古の宇宙開びゃくの状態を変えることになる。 どうやらこの世界の物理エンジンが
アップデートされたっぽいな。 定数がだんだん変化していく、みたいな世界だったら面白いなw >>412
それって、変数じゃないんですか？（素人の質問です） 汎用型の人工知能が出来たらそいつに任せればいいさ(´・ω・`) 時間と空間の期限が一つなら、空間も時間の関数と考えるのが自然かも？ 質量が時空を上から押せば凹むんだから
マイナス質量が下から押せば時空は広がるじゃないですかーやだー そろそろ寝る時間だ！輝く星空を眺め宇宙を妄想して寝るぞ！ 宇宙が膨張してるんじゃなくて、物質が縮んでるんだよ >>282
時間が止まると活動も止まる？
時が止まれば、空間そのものが存在する意味あるの？ >>413
そう、定数が実は定数じゃなかった、みたいな 我々の宇宙の外からエネルギーが供給されて
膨張が加速されてるんだろう?
宇宙の外??????????w 宇宙の膨張が加速しているから遠い将来はすべての銀河が遠ざかって観測不可能になるらしいな 観測されないものは、量子力学的には
存在しているといえるのか？ 宇宙が膨張しているのは宇宙を持った巨人が外から引っ張ってるからだろ 膨張してるって空間の最小単位の一辺の長さが伸びるのかそれとも個数が2倍３倍に増えていくのか ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
