ダークマターもダークエネルギーも、謎を解く鍵はプラズマが握っている?

宇宙全体の物質エネルギーのうち、人類が見知ることが出来る物質の大半を占めていると思われる水素やヘリウムは4%ぐらいしかないことが分かってきているのです。

　2003年からの宇宙背景放射を観測しているWMAP衛星の観測によって、でしょ。

74%が暗黒エネルギー、22%が暗黒物質であると、みられているのです。

　暗黒エネルギーはダークエネルギー(dark energy)の、暗黒物質はダークマター(dark matter)の、訳でしょ。

　この観測結果は、宇宙の大規模構造のシミュレーションから予測されているダークマターの値と、ほぼ一致しているのね。

このように2つの方法から推測したダークマターの量がほぼ合うということから、この考えの妥当性が図られているのです。

暗黒エネルギーと訳されることもあるダークエネルギーとは、宇宙に存在するエネルギーの半分以上を占めるとされるが正体が明らかでないエネルギーなのです。

宇宙論研究者のマイケル・ターナーが、最初に作った言葉であるとされるのです。

　「真空のエネルギー」が、有力な候補の一つとみなされているのでしょ。

ダークエネルギーとは、宇宙全体に広がって負の圧力を持ち、実質的に「反発する重力」としての効果を及ぼしている仮想的なエネルギーなのです。

現在観測されている宇宙の加速膨張や、宇宙の大半の質量が正体不明であるという観測事実を説明するために、ロバートソン-ウォーカー計量という宇宙論の標準的な理論にダークエネルギーを加えるのが現在最もポピュラーな手法です。

この新しい宇宙論の標準モデルは、Λ-CDMモデルと呼ばれているのです。

現在提案されている2つのダークエネルギーの形態としては、宇宙定数とクインテセンス(quintessence)があるのです。

静的な宇宙定数に対して、クインテセンスは動的とみられているのです。

宇宙定数(cosmological constant)は、アインシュタインの重力場方程式の中に現れる宇宙項の係数で 宇宙定数はスカラー量とされ通常Λ(ラムダ)と書き表されるのです。

スカラーとは、大きさだけがあって方向性のない量のことです。

クインテセンス(quintessence)とは、観測による膨張宇宙を説明するために仮定されたダークエネルギーの形式です。

クインテセンスは宇宙膨張の加速率を変え宇宙マイクロ波背景放射に影響を与えるので、それらの効果が観測できるとされているのです。

　宇宙定数は通常はわずかに正つまり斥力とされ、クインテセンスは重力による力が斥力となり宇宙膨張を加速させるなど、斥力という共通点があるでしょ。

クインテセンスは部分的に宇宙定数問題について説明することが出来るので、クインテセンスと宇宙定数問題を区別するためには、宇宙膨張を高い精度で測定し、膨張速度が時間とともにどのように変化しているかを調べる必要があるのです。

このような高精度の観測を行うことは、観測的宇宙論の主要な研究課題の一つです。

一方、暗黒物質とも訳されるダークマター(dark matter)とは、宇宙にある星間物質のうち自力で光っていないか光を反射しないために光学的には観測できない、とされる仮説的物質のことです。

"人間が見知ることが出来る物質とはほとんど反応しない"などともされており、そもそも本当に存在するのか、もし存在するとしたらどのような正体なのか、何で出来ているか、未だに確認されておらず、不明のままです。

　暗黒物質の提唱は、1933年にスイスの天文学者フリッツ・ツビッキーによって行われたのでしたね。

暗黒物質の存在は、ヴェラ・ルービンにより指摘された水素原子の出す21cm輝線で銀河外縁を観測したところ、ドップラー効果により星間ガスの回転速度を見積もることができたというのです。

この結果と遠心力・重力の釣り合いの式を用いて質量を計算できるのです。

すると、光学的に観測できる物質の約10倍もの物質が存在するという結果が出ました。

この銀河の輝度分布と力学的質量分布の不一致は、銀河の回転曲線問題と呼ばれているのです。

この問題を通じて存在が明らかになった、光を出さずに質量のみを持つ未知の物質が暗黒物質と名付けられることとなったのです。

　暗黒物質を仮定せずに、これらの問題を解決する方法も提唱されているでしょ。

プラズマ宇宙論を用いると、直接観測できない正体不明のダークマターの存在を無理に仮定しなくても、銀河の回転曲線問題などを綺麗に説明できるのです。

人間から実際に見えている物質とほとんど関わりを持たないダークマターは、考える必要のない架空の物質にすぎないという見方も存在するのです。

暗黒物質が存在するとその質量により光が曲げられ、背後にある銀河などの形が歪んで見える重力レンズ効果が起きるです。

2007年1月の科学誌『ネイチャー』に、銀河の形の歪みから重力レンズ効果の度合いを調べ、そこから暗黒物質の3次元的空間分布を測定することに日米欧の国際研究チームが初めて成功したことが発表されているのです。

同年5月15日のアメリカ航空宇宙局の発表によれば、米ジョンズ・ホプキンズ大学の研究チームがこれを利用して、ハッブル宇宙望遠鏡で暗黒物質の巨大なリング構造を確認したというのです。

10億～20億年前に2つの銀河団が衝突した痕跡で直径が銀河系の26倍の約260万光年、衝突によりいったん中心部に集まった暗黒物質が、その後徐々に環状に広がっていったものとされるのです。

1986年に発見された宇宙の大規模構造が作られるまでの時間をシミュレートした結果、ビッグバン宇宙論から導き出されている137億年といった宇宙の年齢とはかけ離れた長い歳月を必要とすることが明らかになったというのです。

そのため、ビッグバン宇宙論が間違っていて修正が必要ではないかという見解が生まれたです。

　暗黒物質の存在を仮定すると、ビッグバン宇宙論と矛盾しない時間の範囲内でも、現在のような銀河集団の泡構造が出来上がることが明らかにされていたでしょ。

そこで、宇宙全体にどの程度のダークマターやダークエネルギーが必要なのか、繰り返しシミュレーションが行なわれているのです。

その結果、ダークマターを含めた物質を約30%、ダークエネルギーを約70%にした場合にうまくいくことが確認されているのです。

プラズマは、宇宙に存在する全物質の９９．９９９９９９９９９９・・・％を占めているそうです。

　そして、プラズマ宇宙論ではダークマターもダークエネルギーも、想定しなくても良い。

この二つの宇宙論が提起するモデルを連立方程式のように解けば、ダークマターもダークエネルギーも、正体が見えてくるのです。

ここで注目したいのは、宇宙定数は通常はわずかに正つまり斥力とされ、クインテセンスは重力による力が斥力となり宇宙膨張を加速させるなど、斥力という共通点です。

クインテセンスは部分的に宇宙定数問題について説明することが出来るというのも、気になるところです。

重力場も、電場や磁場と同様に真空が保持する状態のひとつというのは、最新物理理論の出している答えです。

　ダークエネルギーは「真空のエネルギー」が有力な候補の一つとみなされているのでしたよね。

重力は、質量によって歪められた空間が引き起こす現象ですね。

さらに、重力と電磁力は似た式で表せると言う指摘もあるのですよ。

重力と電磁力などを統一する理論を作ろうとすると、重力を複素数で表すことになると言うのです。

このとき同時に、重力場も重力波として電磁波と同じ場所を電磁波と同じ方向に伝播するのです。

引力をプラスとすれば、斥力はマイナス。

斥力をプラスとすれば、引力はマイナス。

どっちを実数にとり、虚数にとっても複素数です。

つまり、重力を引力と斥力からなると見れば、電力と磁力からなる電磁力と似た式になっても不思議ではないです。

　ダークエネルギーは、宇宙全体に広がって負の圧力を持ち、実質的に「反発する重力」としての効果を及ぼしている。

　矛盾は、ないですねえ。

そして、重力と電磁力の統一で、重力が複素数になってしまうのも、当然となってしまうのです。

ダークエネルギーについては、重力は引力と斥力からなるとみれば複素数で表されることで説明できてしまうです。

　ダークエネルギーは、重力のもう一方の力である斥力が正体だった。

問題は、ダークマターなのです。

　ニュートリノに質量があるという研究結果もあるけど、足りません。

天体の質量を、大胆に見直す手もあるのですけどね。

　天体の重力は、磁気によって乱されて小さく見積もられている可能性があるから。

でも、すべてのガス天体は実は地殻天体だったとしても、足りないのですよ。

プラズマは、宇宙に存在する全物質の９９．９９９９９９９９９９・・・％を占めているそうです。

　そして、プラズマ宇宙論ではダークマターもダークエネルギーも、想定しなくても良い。

hν=mc²とすると、光の運動量のhν/cが出ます。

　hν/cは、hν÷cに同じでしたね。

hは、プランク定数で、νは光の振動数あるいは周波数、ｃは光速です。

　そうなると、ｍは、光の質量なのでしょうか。

エネルギーと質量は同等、あるいは光速は比例定数と考えると、そうなる可能性もありでしょうね。

アインシュタインのエネルギーと質量の同等式からいって、hν=mc²のｍが光の質量と考えたら、ダークマターの帳尻が合うかも知れないですね。