【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/ ハッブル定数は測るたびに違うんだよ。最初の値など一桁以上大きな値だった。それ以降下がり続け将来はゼロになるなんて言われたりした。 >>571
その腐ったウィンナー、壊死しているのでは？ ぼくの考えるダークエネルギー
・光速越えの素粒子
・観測出来ない
・質量はない
・空間を曲げる力がある(重力以外の第5の力)
・ダークエネルギーが干渉するのは重力のみ >>570
観測可能限界の外側に、こちらと同じ物理法則の世界がずっと広がっているかどうかは分からない
異なるとする積極的な証拠もないので同じだろうと思われてるだけ
そうでないと考える学者もいる 膨張しているのに曲率はゼロなんてありえんわな
拡散は360度だから曲率は正になる
陽子も崩壊するわ >>574
膜の外も内もなく、膜の中がこの宇宙だよ。 膜の外が無いとは断定できないよ
多元宇宙論が間違いだと証明されない限りね 可視宇宙がたまたま膨張しているだけで
その外側の連続する宇宙はその煽りをくらい収縮し
またその外側の宇宙は収縮に引っ張られ膨張している
連続する宇宙は交互に膨張と収縮を繰り返すだけ ふと
「実際無から有を発すると思うかね？」
ってセリフを思い出した
漫画だったと思うけど誰のなんの漫画だったか
肝心の絵が思い出せんｗ >>578
物理法則が異なるとすると基本である光速が異なる
観測可能限界の外側から光が飛んでくることも可能
様々な速度の光がこの世界に充満することになる 宇宙を膜に例えるのはあくまで便宜上
高次の次元を仮定することで低次の次元で無から有を発生させることができる
しかし高次の次元を発生させるにはさらに高次元を仮定しなきゃならなくなる
そういうのは物理とはいわんのだよ
無から有を生み出す答えは虚数にある >>584
光の速度は空間の性質で異なるのだから、光が発生した場所の光速がこことは違っていても
ここまで来た時点での光の速度は c になってるんでわ
観測可能限界の外で発生した光がここまで届くなら、それは観測可能限界ではないわけだけど
相対速度が光速を超える宇宙の地平面よりも、今のところ最終散乱面の方が手前にあるので
それより向こうから光は届かないことになる
まぁ実際、場所や時間によって光速は異なるんじゃないかと言ってる学者もいる
ディラックの大数法則を言葉通り受け取れば光速は時代とともに変化したことになるし
一様性問題もインフレーションではなくビッグバン当初は光速がもっと速かったとすれば解決する >>570です
色々答えてくれた方達ありがとう
もう１回 違う視点から考えてみます だから無が間違っているのだよ
この世は有だけでできている
無が先か有が先か？
答えは有の圧勝
無は存在しないから無という
勉強になったかね？ まぁ日本語の限界と言う感じか
原子や素粒子の無い領域、と言う意味で定義するなら「真空」がそれに当てはまるが
空間はそこに有るしもどこからどこまでを区切るかの問題もある
連続しているのか、断絶する何かの条件があるのか
ディラックの海やヒッグス粒子は「何も無い空間にもエネルギーがある」と言う禅問答みたいな感じだ 日本語だけの問題でもないと思うけど、何にせよ単なる言葉遊びだよね
>>588 みたいなのは議論する価値があるとは思えない
似たようなもんだけどビックバンは無から始まったのかとか議論する方がまだ建設的かも
ビッグバンが時空の始まりなら、それより前は時空すらない本当の無だったのかとか
または永久インフレーションが正しいならビックバン以前にも時空はあったわけで始まりはないのか
始まりがあったとするキリスト教的な認識と始まりはないとする仏教的な認識の違いでね
>>569
っじゃ、宇宙ではエネルギーや物質が勝手に湧いて出るのね。
なんだか株式市場で時々湧いて出る泡沫材料、エネルギー詐欺みたいなｗ
ダークエネルギーは空間に依存するので、空間が膨張すれば増えるんだろうけど
ダークマターもそこから生まれるなんて話は聞いたことがない
それ昔の定常宇宙論とごっちゃになってる
空間曲率が0なのは最終散乱面のゆらぎの大きさから観測されてるけど
それは単に宇宙がそれよりずっとでかいからと説明されてる
地球に住む人間にとって地面が平面に見えるのと同じ >>586
>光の速度は空間の性質
空間の定義が成されない空間を説明しても、オカルトと同じ。
どこまでが空間で何が空間で、100億光年先はこの空間とは別なのかはっきりしてくれ
空間が膨張するとエネルギーが増えるってのも違和感があるけどな。
どこからどういう風に供給されるのか？が不明。
宇宙は膨張なんかしてない。
宇宙を作った俺がいうんだから間違いない。 ハッブルがアインシュタインを否定したせいで
人類は、とても迷惑した >>593
空間の性質とは具体的には空間の電磁気的特性のこと
光の速度はマックスウェルの方程式を解くことで得られる
このとき自然定数として真空誘電率と真空透磁率の二つを与える必要がある
これらの値が異なる空間であれば光速は異なる 宇宙空間の外側は別の宇宙の空間なんだろうか？
無の空間なのだろうか… そもそもミクロな空間を理解出来ないのに
マクロな空間を理解出来るはずはないわ
絶対に届かない宇宙空間の果てよりも、
手の平にある最小な空間サイズ
せめて素粒子のサイズでも特定しないと >>592
空間が拡大して物質が増えないと密度は減るんじゃないの?
観測可能な物質(バリオン+α)が全質量の5%未満と聞いた事有る ､__.............＿
__､-ｰﾐ三 ｀ ｰ ､
､Z , ､ミﾐ , , , ,,;; }､__
ミf从{ミ,ｨｯffrミ, i i i ッ'´ 〈_ 逆に考えるんだ
了公f .: ; i 川j川ル , ...く
（:.:.ﾐﾑ-- { } ,＞‐ﾆ=ミ､く=:.:.:.:.フ 宇宙が膨張しているんじゃない
ゝｲ ホtｨ{ {, ｨｪﾃぇ ｲ:Yﾊ:.:.:.:ｿ
{:ﾄ ﾆ' l ; '｀ﾆ ,j: |Yj:.:（ 俺たちが縮んでいるんだと。
ﾍ {__}'_, ´{: }ｲ:.:.:.）
| ,. -三‐- ､ j´､ |,:く 宇宙の外から俺たちを観察している奴らは
{ ゝ' ｪｪ｀ゝﾉ ノ ﾐ ／ }､
ﾞﾄ､ ﾐ_ ／,r／ ／ ヽ_ 俺たちの異常な縮みっぷりに
_ イ,ｲ {ゝ‐‐‐‐ｲ ／ ／
-‐ '´ |:.:l ＼､__､- ' .／ 俺たち以上に驚愕しているのだと。
|:.:!､ ／ ヽ ／
´〉-i-ｲ ´ >>551―554辺りが正解に近いんだろうと思う
たぶんビッグバン理論は現代における天動説
赤方偏移をドップラー効果と誤認したのが間違いの元だったと後世言われてそう >>600
減りますがそれが何か
密度が小さくなってもダークマターとバリオン比は変わらんでしょ
ダークエネルギーとの比は変わるだろうけど
ダークマータ+バリオンで全体の 30% くらいというのは昨今の状態
密度が変わらなかったら未だ我々はプラズマの中にいて背景放射なんか観測できない 新しい物理理論の必要性が生まれて、
理論物理学者の人たちは活躍の余地が広がったと喜んでるかな？ ビッグリップや ビッグリップになってしまうんや
おわりや 人類おわり 膨張していた
じゃないの？
宇宙の果ての話だろ？？ 難しいことは良くわかりませんが
色々間違ってると思いますよ。 >>610
間違ってると言い切れるのか
すげえなおまえ >>45
爺キャラで行くならせめて文体はちゃんとジジイっぽくまとめろよ。 膨張するための空間が宇宙の外にあるわけか
その空間は宇宙よりデカイことに気付いた俺は天才 そろそろ、定常宇宙論へ回帰するのかもなぁ（笑）
仮説の上に仮説を重ねて、つじつまが合わなくなると又仮説。。。そろそろ限界じゃね（笑） >>554
あるｽﾚより抜粋…(｢巣｣扱いの話なので、その程度の認識で…)
今回の図形的思考実験ですが、結論からいえば、現在の人間(=三次元空間居住観測者)の居住している空間とは、(四次元空間居住観測者から観測した場合)四次元パラボラ曲立体形状であり(=四次元空間的に歪んで？いる)、
その空間は、一定四次元重力加速度cの四次元球体の球体立体上に存在しているのではないか？との推察でした。 >>616は
自己抹消、間違えてスレに書き込んだ扱い、にしてください。
書き込み、大変、申し訳ありませんでした。
だからさ、重力が他の宇宙と出入りしてるのさ。
ダークマターは入って来る重力
ダークエネルギーは出て行ってる重力
「この不一致の意味を理解する」という部分。
この「理解する」は日本語としてはおかしく思える。
「解明する」のほうがいいのでは。understandを訳したのだろうか。
これは本質を知る、という意味があって、日本語の理解とはやや違う。
似たような単語でstudyがある。
最近はそう訳されているせいか、
そう違和感もなくなってきたようにも思えるが一応言及したまで。 宇宙が膨張してるならやがて全てが引き裂かれて消滅するだろう
曲率は1という観測によってそれは否定されている
>>622
極小空間からビッグバンという宇宙創成も無かったってことね。
あったら「どの時点でも曲率は1」ってことはない。
また宇宙は無限でなければならないから膨張という考え方も元々捨てられてないとおかしい。
ちなみに測るべきは曲率かな？
あまり詳しくは無いが
三角測量の角度の理論値とのずれではなかろうか、測るならだが。
>>623
宇宙生成などなかった
もともとこの世界はあった
エネルギーを使って巨視的な爆発現象が過去に起きたようだが
エネルギーである以上はいずれ止まる
宇宙の膨張などもない
>>624
膨張はしてるよね。
ちなみに膨張しているのは空間だからね。
空間内で何かが膨張してるんじゃないよ。
マルチバースなら上下左右にも宇宙があるから、そろそろぶつかって膨張とまるんじゃね？
>>626
っじゃ宇宙の外にも空間があって、宇宙はその中にある空間？
それはちょっとね。
>>627
なんでちょっとなんだ？立派な説だと思うが >>628
じゃなんで赤方偏移するんだろう
単に光のエネルギーが減衰してるだけじゃない
スペクトルの暗線も移動してるわけで >>631
字で書くのは難しいけど頑張ってみます
まず１次元の線分ABをイメージして下さい
次にそれを２次元方向にカーブさせて円弧ABに変形させて下さい
この段階で３次元の住人である我々には変化が観測できますが
１次元の住人から見ると２次元方向は知覚出来ないので変化は観測出来ません
この状態でAからBへの光は最短距離である弦ABを通りますが
１次元の住人には円弧AB（実際には線分ABに見えている）の距離を通ってきたように観測されます
これだと弦と円弧の長さの差だけ波長が引き延ばされて赤方偏移として観測されるでしょう
同様の事がこの宇宙に起こっているというのが自分の仮設です
この宇宙は４次元方向に丸い定常宇宙で膨張も収縮もしておらずビッグバンはなかったのではないかと考えています
分かりにくい文章で申し訳ないですが分かってもらえましたか？ >>632
それってクソ長い線分ABをAとBがくっつくぐらい曲げると
Aを出た光は一瞬でBに辿り着いて
それを一次元の人はクソ長い距離を一瞬で到達したって認識するわけ？ >>633
まあたしかに説明に不備がありましたがあくまでも大まかに説明するためのものなので・・・
地球上でボールを投げるようなイメージで捉えていただけるとありがたい
宇宙のスケールと人間の観測限界の関係からその事態は発生しないだろうと考えています あかん
俺の身体も生まれたときに比べて10〜20倍ぐらい膨張してる
予想以上だな 宇宙が膨張してるのに、アンドロメダ銀河は何故天の川銀河に接近してるの！？
宇宙は膨張とかしてないんじゃね。 >>635
弦AB間での波の回数は決まってるでしょ
その回数のままより長い距離を（円弧AB）通ってきたように見えるんだから赤方偏移しませんか？
ドップラー効果による赤方偏移と区別がつかないと思うんですが
拙い説明で申し訳ない >>639
いくら考えてもわからないのでもし良ければなぜしないのか御教示いただけるだろうか？ >>638
一言で済ますのも何なので説明する(ID変わるけど)
赤方偏移してるかどうかはスペクトル暗線のずれ方で決まるもので
偏移を測るときに光源からの距離が分かってる分かってる必要はない
距離が必要になるのはバッブル定数を決めるとき
つまり赤方偏移の度合いと距離が比例していることを示すために必要になる >>638
というか線分ABが円弧ABになった時点で、一次元の住人からは線分ABが短くなったと認識されるわけだが
円弧ABを認識できるのは二次元以上の住人のみ >>632
１次元空間に高次元の光の法則は適応出来ない
AB一次元空間(円弧)を通らない光は観測出来ない
仮に低次元世界や高次元世界があるとしても
違う次元世界への干渉も観測も出来ない
３次元世界の我々も
擬似１次元世界や擬似２次元世界を想像しているだけ >>637
１００億光年の大きさの大規模構造もある
こういうのは重力で結束してるから膨張してたとしても影響しないとさ
要するにビッグバン理論は駄目なんだよ 宇宙空間が膨張してるんなら、天の川銀河内の星と星の距離も離れてるんですよね！？ >>646
星と星の距離どころか、原子すらも離れ引きちぎられる
それがビッグリップ ビッグリップより、ある日謎の相転移が起こって宇宙のすべてが変質して壊滅のシナリオを推したい >>646
後退速度は距離に比例するので、銀河くらいの大きさだと誤差範囲になってしまう
実際は重力の方が勝るので銀河は今のところ膨張してない
宇宙がこのまま加速膨張すれば遥か未来にはビッグリップに至るだろうけど
今回の観測結果でその時期は早まったということか しかし、もしもビッグリップで宇宙が終わるとすると
その状態はインフレーションと同じだよな
相転移で一度は真空のエネルギーが減少したのに、また元の状態に戻るということか
永久インフレーションで言えば、一旦出来た宇宙の泡は結局消えるわけだ >>650
インフレーションは物質の生まれる前だから「光速以上」
もしビッグリップが起きたとしてもそれが伝播するのは光速
運悪く天の川銀河近傍で起きない限り終了まで数億〜数十億年かかる >>651
多分ビッグリップがなんなのか誤解してる
君が言ってるのは >>648 が言ってた既存の空間の中で起こる新たな相転移のことでは
空間膨張により、後退速度が光速を超える事象の地平面てのがあるよね
ハッブル定数が一定、つまり空間の膨張率が変わらなければ、我々から事象の地平面までの距離は変わらない
膨張率が一定の場合、物質はどんどん希薄になり温度も下がるがビッグリップにはならない
それはビッグフリーズと呼ばれる宇宙の終わり
でも空間が加速度的に膨張した場合、事象の地平面はだんだん我々に近づいてくる
観測可能な半径はどんどん小さくなり、いずれ銀河よりも、さらには原子よりも小さくなる
重力は光速で伝わるから事象の地平面が銀河より小さくなったら銀河はその形を保てない
原子核と電子も光子を交換することで力を伝えているので、地平面の半径が原子サイズになれば
物質構造はすべて崩壊する
これがビッグリップで、全てが超光速で飛び去る
>>629
宇宙と別の宇宙が、宇宙とは別の空間の中両方存在する？
それ、別の空間内にある宇宙はこの宇宙も別の宇宙も宇宙じゃない。
外の空間もひっくるめて全部この宇宙。
たぶん空間が曲がるって話を理解できない人なんだね。
俺の小学生時代と同じ。
俺の宇宙論は、
小学生時代：
もし壁があってそれより先に行けなかったとしてもその壁の向こうには何かがある、だから宇宙は無限だ。
中学時代：
カッパブックス「物理学入門」で空間は曲がると知る。
そして3次元空間内の二次元閉曲面(ex.球)つまり閉じた空間があると推定した。
宇宙はどこまで行っても無限に進めるが、体積は有限ではないだろうか？
これはビッグバンが点から出発したと考えると整合する。
だから別の宇宙はあり得るが、同じ空間内にある筈もなく、簡単には相互作用は働かない。
重力は伝搬するのではという仮説はあるが、実証は当分不可能。
人類滅亡まで仮説のままの可能性が高い。
だからさ、
同じ空間内に隣の宇宙があるなんて話は無い。
もしそういうものがあれば、全部ひっくるめてこの宇宙だ。
てか加速し続けたら、そのうち対生成した粒子が対消滅する前に引き離されて
宇宙の質量がいきなりとんでもないことになるはずだが、そのときに何が起こるか楽しそう >>653
最先端の物理学者が動画で解説してるくらいだよ
多元宇宙論を調べてみようか
ビッグバンは別の宇宙と接触した時に起こったという説もある 素朴な疑問なんだけどビッグバンによってこの宇宙の全てのエネルギーや物質が出てきたんだろ？
じゃあビッグバンの時にはそこに全て集中してたってことだよね
なんでブラックホールにならないの？
今の宇宙論ってその辺はどういう見解なの？偉い人教えて >>657
ビッグバン直後に巨大ブラックホールが形成され
ビッグブラックホール自体が球状に膨張している
この膨張する球状の淵全体(のみ)が特異点であり
そのＢＨ球の内側がこの宇宙で引っ張られている >>658
アホだから理解しきれてないけどこの宇宙はそのブラックホールの内側って理解でおｋ？ >>659
そだねー完璧ｗ
この宇宙の果てには
特異点(面)の壁がある >>660
そうなのか、教えてくれてありがとう
それだとホーキング博士が言ってたみたいにいつかは蒸発すんのかな インフレーションは幻想
宇宙は膨張していない空間生成(笑)
空間が何からできているか教えてくれプランク長より小さいスケールで頼む
>>656
多元宇宙は誰が何を言おうと実証されない仮説だな。
しかしそれ以前に、
同一空間内に宇宙が複数存在するなんてないよ。
もし存在したらそれは全部ひっくるめてこの宇宙。
多元宇宙は別に独立した空間として存在する。
別の宇宙と接触するほどの動きや変化がどこから起きているのか
起源を探ると0つめり無限に行き着く 科学者って頭いいようで頭悪いな
なんで説明しようとするんだよ >>667
なんで科学者の行動原理を説明しようとするの？ >>658
>>660
「ブラックホールの内側は既存の物理法則が成り立たない」という
天体物理学に真っ向から喧嘩売ってるな >>669
意外と現実にBBH内宇宙だったりして、
BBH外側の超巨大重力BBHと引き合い膨張を続けているのだったら
この宇宙の加速膨張をダークエネルギー無しに説明出来るかも？
それにビッグバン発生の理由がBBHとBBHが接触したことが原因とか？
この宇宙(銀河系)の終焉は
BBHの特異面に引っ張られ追いつき飲み込まれるか？
or
BBHと他BBHの接触による、新ビッグバンからの新BBHの特異面に飲み込まれるか？ BBHとかちょうどエエ具合に理解しやすく想像力が掻き立てられるわ
多元宇宙とか、１１次元とか、ホログラムとか、ダーク何とか、と言われても想像力が間に合わん BBH内宇宙論＜斬新だわ初耳
これ否定する決定的な考え方あるのなら教えて偉い人 けど光も出れない重力に押し潰されてるのにどうやって膨張するんだって疑問が残る
しかもその中がこんなに穏やかな状態ってのはにわかには信じ難い ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
