【天体物理学】宇宙膨張が標準理論と不一致？クエーサーの観測から示唆［02/04］
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遠方宇宙のクエーサーの観測から、初期宇宙の膨張が標準宇宙モデルの予測と食い違っている可能性が示された。標準理論を超える新たな物理を考える必要があるかもしれない。
【2019年2月4日 ヨーロッパ宇宙機関】
現在の標準宇宙モデルでは、人体や惑星、恒星などを形作っている「普通の物質」（バリオン）は宇宙全体のエネルギーの数パーセントしか占めていないとされている。宇宙の全エネルギーの約4分の1は、重力は及ぼすものの電磁波では観測できない「ダークマター」が担っていて、残り4分の3は宇宙の加速膨張を現在も引き起こしている「ダークエネルギー」という謎の物質が占めているとみられる。
この標準宇宙モデルを構築する基礎となったのは、約138億年前に起こったビックバンの熱放射の名残である宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の観測と、より地球に近い（＝時代が新しい）宇宙で得られた観測データだ。地球に近い宇宙の観測で得られる情報には、超新星爆発や銀河団の観測データや、遠方の銀河の像が重力レンズ効果で歪む効果の観測データなどがある。こうした観測結果は、今から約90億年前までの「最近」の宇宙膨張の様子を調べるのに使われる。
今回、伊・フィレンツェ大学のGuido Risalitiさんと、英・ダーラム大学のElisabeta Lussoさんたちの研究チームでは、宇宙膨張の歴史を調べる新たな指標として「クエーサー」を利用することで、近傍宇宙とビッグバン直後の宇宙の間にある観測の「空白域」を埋め、約120億年前までの宇宙膨張の様子を調べた。
クエーサーは、銀河中心にある超大質量ブラックホールが周囲から猛烈な勢いで物質を吸い込み、桁外れの明るさで輝いている天体だ。物質がブラックホールへ落ち込むと、その周囲に降着円盤が形成され、円盤内の物質が摩擦で加熱されて可視光線や紫外線を強く放射する。円盤の周りに存在している光速に近い電子がこの紫外線とぶつかると、紫外線の光子はさらにエネルギーの高いX線となる。
■銀河中心の超大質量ブラックホールの周囲には降着円盤（オレンジ色）ができ、ここから強い紫外線が放射される。さらに、この紫外線が円盤の周囲にある高エネルギーの電子（青）と衝突することでX線も放射される。遠方の様々な距離にあるクエーサーを観測することで、宇宙膨張の歴史を調べることができる（提供：ESA (artist's impression and composition); NASA/ESA/Hubble (background galaxies)）
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2019/02/15680_quasars.jpg
クエーサーが放つ紫外線とX線の明るさの間には、一定の関係があることが以前から知られていた。3年前、RisalitiさんとLussoさんは、この関係を使えば、クエーサーが放つ紫外線の「真の明るさ」がわかるので、見かけの明るさと真の明るさの差からクエーサーまでの距離を見積もることができることに気づいた。多くのクエーサーまでの距離がわかれば、宇宙膨張の歴史を調べることもできる。
このように、真の明るさと見かけの明るさの差から距離を測ることができる天体は「標準光源」と呼ばれている。最もよく知られている例は「Ia型超新星」だ。Ia型超新星の真の明るさはどれも同じと考えられているため、ピンポイントで距離を知ることができる。1990年代後半には、この手法でIa型超新星までの距離を求めることで、宇宙が過去数十億年にわたって加速膨張してきたことが明らかになっている。
「クエーサーを標準光源として使う方法には非常に大きな可能性があります。クエーサーを使えばIa型超新星よりもずっと遠くの宇宙を観測できますから、より初期の宇宙の歴史を探ることができます」（Lussoさん）。
■Ia型超新星（水色）とクエーサー（黄色、赤、青）を使った距離の測定結果。縦軸が天体までの距離、横軸が宇宙の年齢（単位：10億年）を表し、右に行くほどビッグバンに近い初期宇宙を表す。ピンクの破線が近傍宇宙の観測だけをもとに標準宇宙モデルで導いた予測で、黒の実線がすべての観測に最もよく合う曲線を示す。クエーサーでしか調べることができないグラフの右の方（初期の宇宙）で、両者に食い違いが見られる（提供：Courtesy of Elisabeta Lusso & Guido Risaliti (2019)）
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2019/02/15681_distance.jpg
続きはソースで
http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10463_expansion >>101
推定原因は、割と簡単
・ダークマターの存在仮説が間違っている、ダークマターは無い
ダークマターなしで、銀河回転問題を説明するのがプラズマ宇宙論（非主流）
・ダークマターはあるが、通常物質との作用が弱すぎて、
現在の技術力では検出不可
また、物理ではダークマターを未検出の仮想素粒子に求めるが、
天文では未知の天体に求めてる違いがある もう一つあった
・検出装置作成が技術的には可能でも、必用な政府予算がつかない
予算がついても減額されたり、製造費高騰で規模縮小
−＞検出可能性が下がる いまさらだけど
ダークエネルギーって宇宙の膨張の説明にしか使えないんだっけ？
ダークマターって銀河の回転を説明するだけにしか使えないんだっけ？
両方とも副作用で他にも何か現象を起こしていそうだから
もし有ればそっちを観測できないのかな
合体したと思われる銀河の逆方向シミュレーションとか 中間子、ニュートリノ、ヒッグス粒子、重力波、、、
人類は観測が難しかったものを次々に観測してきた
ダークマターは傍証が集まってるから多分ある
後は直接検出して決着をつけるだけ
一方ダークエネルギーの方は安易な帳尻合わせで導入された感があるので考え方自体が根本的に間違ってる可能性はある 広大すぎる宇宙を地球みたいなたった一点から観測するしか出来ないのがすごく歯痒い
自由に現地行って調査・観測出来たらいいのにね 俺もそう思ってた
だっておかしいもん
これが本当にそうならやばいやつ >>106
逆にこんな限られた環境からこれだけ宇宙のことが分かるって凄いよな。
更に他の科学分野同様天文学もここ数百年程度で劇的に発展したわけで、
（天の川銀河の大きさですらある程度正確に分かったのは20世紀に入ってから）
あと数百年もすればどれほどのことが分かるのか。 >>104
ダークマターは銀河の回転だけじゃなく
銀河の成長を説明するためにも必要不可欠
もしダークマターが無ければ
たった138億年でここまで大量の天体が形成されない
あと、ダークマターがあると光の進みが曲がる
この曲がり具合の計測によりダークマターの分布が分かっている 良く分からないから、ダークマターでありダークエネルギーなんだろ
現在の「宇宙の標準理論」なんてそんな程度
一言で言えば「良く分からない」 既知の物質が5パーセントぐらいしかないって、これ普通に考えれたら、
現代物理学が、ぜんぜん真実に到達していない証拠じゃん。
↑とか言ったら、偉い先生方に叱られるかな？ >>113
むしろ未知の領域が残っていることが嬉しい
あらゆる現象が解明され、過去の偉人の業績をなぞることしか許されないとか拷問に近い
過去の偉人に全く及ばない人は別の感想を持つのかもしれんが いや誰も到達してるなんて思ってないだろ
科学者って傲慢なイメージがあるんかな
自然の前じゃみな謙虚だし無知を知っていると思うが でも新しい理論が出たら、たとえ正しい場合であれ叩くし、受け入れないよね。
極めて保守的な学問分野ではあると思う。 >>112-113
よく判らない事、説明できない事があるのも、技術が進んで
より正確な観測データが多くなった賜物
それを説明できるようにするには、更に多くの精密な観測が必用になる
今は、新しい観測データが増えて、説明できない事が増えてる状態 >>116
そんなことはない
ビッグバン理論は提唱当初は袋叩きにあったが今では広く受け入れられている
観測結果がその理論を支持したら人間は受け入れることに抵抗があってもそれに従うしかない >>119
そのビッグバン・モデルでは必然だった宇宙の均一性が、
最近の観測で崩れている
ビッグバン・モデルが正しいなら、何らかの修正が入る成り行き
下手をするとビッグバン・モデルの放棄になるかもね >>116
叩くけど耐えきったら受け入れるのが科学
特殊相対性理論、量子力学、ダークマターなども登場時は受け入れない方が多数派
叩く ＝ 他の理論や観測との不整合の指摘、反証
耐える ＝ 指摘への反論、理論の微修正、理論を肯定する実験の追加 実際には叩く理由は心情的なものもある
すぐに新しい理論を提唱して既成の学説を否定したがる人は先人に対して敬意を持ってないことが多い
例えばアインシュタインをリスペクトしていたらなかなか相対論を否定することなんてできないだろう >>110
ずっと前から「ブラックホールには3本しか毛がない」と言われている >>101
今の素粒子論は数学が抜群に出来ないとついていけない。
事実上、トップクラスの100人の学者がまわしていて、
残りの学者はトップクラスのおこぼれでチマチマ論文を作ってる感じ。
で、数学的思考が抜群に出来ないとトップクラスになれないが、
数学が抜群に出来る人間に物理のブレークスルーが出来る素養があるかは別問題。
素粒子物理学は進展が行き詰まってるし、実証しにくくなってるから
人種的に向いているユダヤ人の人材は金融に流れて手っ取り早くお金を稼いでる。 >>128
>数学が抜群に出来る人間に物理のブレークスルーが出来る素養があるかは別問題
ほんこれ。 >>128
100年前の相対性理論だって
「アインシュタインがいなくても特殊相対性理論はせいぜい10年以内には定式化されていただろうが、
一般相対性理論は彼なしでは発見が数十年遅れていたかもしれない」
って聞いたことある >>131
特殊相対論は、当時既にローレンツ短縮とかわかってたし、電磁波を研究してれば光速度一定ってのは容易に推測出来たかと
一般相対論は宇宙項問題とか当人すら混乱してたしw スポーツで言うと、サッカーとラグビー両方トッププロとしてやれないといけない難易度 ダークマターが見つからない理由は至極簡単
タキオンだからだよ。
見えないし触れない、でも質量はある。 計算機がゼロ除算1/0=log 0 = tan (\pi/2) =0 等を出力させた意義は、
ゼロ除算を可能にしたことにあるのではなく、そのような結果を評価している
グループが
ケンブリッジ大学とミュンヘン工科大学などに 存在することに ある。
José Manuel Rodríguez Caballero
Added an answer
In the proof assistant Isabelle/HOL we have x/0 = 0 for each number x.
This is advantageous in order to simplify the proofs. You can download this
proof assistant here: https://isabelle.in.tum.de/ Isabelle 計算機システムは ゼロ除算ｘ/0=0 を導いた
確かなことは、 ここ３日間で 我々以外 考えていなかった 孤立特異点の値、
ゼロ除算算法の具体的な値が 計算機の出力として、どんどん現れてきたという事実
です。 新世界の値を 計算機が導いているということです。
その後 質問に対して 回答があり、 添付のように 信じられないほどに
ソフトが完成されていることを見て、驚嘆させられています。
責任者とは交流がありましたが、大したことではない と 言っていましたが、 実は 相当なことを 大きなグループで 完成していたと 考えられます。
2値や 大事な \tan(\pi/2)=0 も できているので、驚嘆です。 オイラの妄想では
我々のビッグバン宇宙の外にも同じような宇宙が無数に存在していて
現宇宙が加速膨脹しているのはその引力に引っ張られているからだ。
ビッグバン後宇宙は膨張を続けるが最先端部は光速に近づき卵の殻の様な
宇宙の果てをつくる。殻はビッグバン宇宙の外側からも物質を引き寄せ続ける為
いつか外からの引力との均衡が崩れ殻は徐々に減速し最後は内側に向かって
潰れ始める、これがビッグクランチである。 マルチバースも無限にあったら困るんじゃね？
無限にあったらどんな可能性でもありうるから、
自分と全く同じ存在も出てくるし ってモーガンフリーマンで見た気がする >>128
>数学が抜群に出来る人間に物理のブレークスルーが出来る素養があるかは別問題。
>素粒子物理学は進展が行き詰まってるし、実証しにくくなってるから
ってか、量子重ね合わせあたりから完全に形而上学（メタフィジックス）方向に迷走してるでー
ひも理論とか、ホログラフィック原理とか酷いもんだ 我々の宇宙は風船であるので
永遠に膨らみ続けている
4次元世界とかは絵空事でそんなこと信じられるわけなかろう >>106
その気持ちすごくよくわかる
そしてきっと自由に現地に行けるようになるには
この一点からの歯痒い観測を通して時空の解明と必要な技術の入手をするしかないんだよな
宇宙人がやって来てそれらを与えてくれるとか無い限りは 風船体っつうより 煙の塊が時間経過によって周りに広がって 密度が薄くなってく構造と似てると思うんだが宇宙って
煙も外縁は物凄いスピードで広がるし ビックバンなのか？ビッグバンじゃねえのか？
ボールペンやライターのビックとかビックカメラをビッグと発音しちゃうのに近い誤解を覚える >>14
欧米人は宇宙の成り立ちを知ることは人間とは何なのかという疑問に近づく1つの道だと考えてる
日本人は宇宙の成り立ちを知って幾ら儲かるのかを考える >>120
ビッグバンモデルでは必然だった宇宙の均一性？
何言ってんだこいつ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
