暗黒物質の謎はやはりプラズマでこそ解ける？

wired japan2011年10月26日付に、この記事がありました。

研究結果：暗黒物質の謎がさらに深まる

仮説上の物質である暗黒物質。

本当に存在するのかしないのか、天文学者の頭を悩ませ続けているが、最近の研究結果で従来の仮定が崩れ去ろうとしている。

ここにきて天文学者たちは、『暗黒物質』として知られる未見の物質に関し、新たな問題に頭を悩ませている。

2つの矮小銀河 – ろ座矮小銀河 と ちょうこくしつ座矮小銀河 – の観察により、暗黒物質が銀河の中心で高密度になっているのではなく、なだらかに広がっていることが分かったが、これが宇宙論模型と矛盾しているのである。

人間や星の元となる一般物質よりもずっと高い割合の暗黒物質が宇宙を構成していることは、研究者たちの間で知られている。

つまり、暗黒物質の分布によって、宇宙の構造は決まるのだ。

そして暗黒物質の大きな塊に引き寄せられ固定されることにより銀河は形作られる。

ろ座矮小銀河やちょうこくしつ座矮小銀河といった矮小銀河はその99パーセントが暗黒物質で構成されており、1パーセントのみが一般物質でできている。

暗黒物質を直接目で見ることはできないものの、星が各銀河系中心の周りを回転するのを観察することで、研究者たちは暗黒物質の影響を読み取り、分布状況を割り出すことができる。

模擬実験では「暗黒物質の濃度は銀河系中心近くで急激に上昇する」という結果が示唆されていたが、最近の観測において暗黒物質は全体にわたり比較的均一に分布していることが判明した。

だが、もし中心に『塊』が存在しないのだとしたら、一体どうやって矮小銀河は固定されているのだろう？

同じく他の小銀河観察でも暗黒物質濃度の高い中核部が発見されなかったため、困った天文学者たちは『暗黒物質』という謎の存在に対する新たな見解を模索し始めている。

例えば、暗黒物質は今現在推定されているよりも一般物質と相互作用している可能性があり、実は一般物質が暗黒物質をかき混ぜて散乱させているのかもしれない。

あるいは、暗黒物質は予想より動きが早く、銀河系中心で固まりにくいのかもしれない。

いずれにせよ、暗黒物質に関する謎と問題はよりいっそう増え、天文学者たちはさらに頭を悩ませることになるだろう。

TEXT BY Adam Mann
TRANSLATION BY GMOスピード翻訳/内田麻帆子

暗黒物質が銀河の中心で高密度になっているのではなく、なだらかに広がっていることが分かったといっています。

　宇宙に一様に分布していると言えば、宇宙マイクロ波背景放射がそうですね。

CMBやCMBRと略される宇宙マイクロ波背景放射(cosmic microwave background radiation)は、天球上の全方向からほぼ等方的に観測され、スペクトルは2.725Kの黒体放射に極めてよく一致しているといいます。

宇宙マイクロ波背景放射は、宇宙背景放射(cosmic background radiation、略称CBR)、マイクロ波背景放射(microwave background radiation、略称MBR) とも言います。

また、黒体放射温度から3K背景放射、3K放射と、宇宙マイクロ波背景輻射、宇宙背景輻射などと言うこともあります。

輻射は、放射の同義語です。

温度は場所ごとに異なっている、すなわちわずかに非等方性があるが、約数十分角から数度のスケールで見られる約10-5程度の非等方性です。

非等方性がわずかにあると言っても、ある方向でのスペクトルは、黒体放射にほとんど一致するといって良いほど似ているのです。

この非常に小さな変動は、ザックス・ヴォルフェ効果の結果とされています。

ザックス・ヴォルフェ効果は、2人のアメリカ人宇宙物理学者 Rainer Kurt Sachs と Arthur Michael Wolfe にちなんで命名された、宇宙論的効果です。

これは宇宙マイクロ波背景放射の光子が、重力赤方偏移を受けて生じていると解釈されています。

　そして、電磁波の式と重力波の式は同じ形式で書けるわけでしょ。

暗黒物質(ダークマター)については、物質に質量を与えると見られているヒッグス粒子と同じではないかという研究もあります。

　質量を与える、言い換えれば、質量の大きさを表面化させるとみれば、ヒッグス粒子は重力の粒子となりますね。

ところが、プラズマ宇宙論は暗黒物質も暗黒エネルギー(ダークエネルギー)も、想定しません。

裏を返せば、プラズマには、暗黒物質や暗黒エネルギーに相当する性質があることになるでしょう。

　宇宙には、全物質の９９．９９９９９９９９９９・・・％を占めるプラズマがあるでしょ。

最近の観測において暗黒物質は全体にわたり比較的均一に分布していることが判明したと言い、しかも暗黒エネルギーと合わせれば宇宙の質量の大半とされる以上、プラズマとどこが違うのでしょう。

　しかも、暗黒エネルギーは重力と同じ大きさで反対向きとされた宇宙定数と結び付けて議論されるようになっていますね。

もうずばり、言いきって良いでしょう。

暗黒エネルギーとは、アインシュタインが導入した宇宙定数そのものだと。

　電磁波に引力と斥力があるように、重力にも引力と斥力がある。

電磁波の式と重力波の式は同じ形式であるなら、当然、導かれる答えですよ。

　宇宙マイクロ波背景放射の光子が、重力赤方偏移を受けている。

　しかも、青方偏移の光も見つかっているわけでしょ。

暗黒エネルギーを宇宙定数に結びつけるなら、青方偏移も暗黒エネルギーの仕業と見ても良いでしょ。

そして、暗黒エネルギー＝宇宙定数＝引力と大きさが同じで反対向きの力＝斥力とおけば、重力青方偏移とみても矛盾しないはずです。

　ビックバンと膨張宇宙論は、ますます行き詰る。

プラズマ宇宙論でないと、宇宙は説明できないという方向にますます進みそうですね。