【闇】宇宙に存在する暗黒物質と暗黒エネルギーの謎に迫る!

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遥か遠い昔から人は天を見上げながら夜空で煌くものだけが宇宙を創りだしていると信じて来た。

しかし今、宇宙の謎を解く鍵は光輝く天体では無く暗闇に隠れている物だと理解されている。

その1つが星と銀河を結びつけている暗黒物質である。

それは不思議な粒子、ウィン、アキシオン、マッチョではないかと言われている。

もう一つは暗黒エネルギーである。

暗黒物質と暗黒エネルギー

この暗黒物質暗黒エネルギーは合わせて、宇宙全体の96%を占める

その正体を暴く事は100万分の1の確立と言われているが、もし真実が分かれば宇宙の運命が明らかになる可能性がある。

暗黒物質の重力同士の衝突によって宇宙は崩壊するのか?

それとも、暗黒エネルギーが宇宙を引き裂いてしまうのか?

予想では、宇宙は氷に閉ざされて死ぬが優勢です。

暗黒物質と暗黒エネルギーの量を知ることは宇宙を理解するうえで欠かせません。

宇宙を動かしているとされる正体不明の物質・・・

暗黒物質と暗黒エネルギーの不可解な謎

暗黒物質は地球に存在するどんな物質とも異なる。

数十億個ものこの不思議な粒子は、どの様な物体でも瞬時に通り抜ける。

また、相当な重量があるので銀河の場合なら形成の仕方や回転の速さなどに大きな影響を与える。

暗黒物質は宇宙の何処にでもあると言われてるが、姿が見えないため粒子の存在もまだ証明されていない。

 

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暗黒物質の研究は何故難しいのか?

暗黒物質は、光の放出をもせず吸収もしません。

光を出さないだけでなく、暗闇では全く見えないのです。

どの教科書にも宇宙は、原子と幾つかの素粒子で出来ていると書いてあるが実際は大きな間違いである。

宇宙の大半を占めるのは、闇に包まれた暗黒物質なのだ。

 

暗黒物質存在の証明

姿が見えないこの物質・暗黒物質の事を初めて聞く人は「くだらない!その証拠を見せてくれ!」とあきれるのです。

元鉱山を改造して建設された、スダーン国立研究所で実験施設は深さ740mの地下にある。

地下にあるのは実験を宇宙線から保護する為である。

しかし、暗黒物質は間接的には取られられているが観測的には今だ観測出来ていないのだ。

暗黒物質の研究は高性能の観測装置が開発された100年前に始まったのである。

1920年代に入って、ようやく観測技術が進歩しすでに望遠鏡で発見されていた小さくてぼんやりしていた天体についても研究が始まりました。

そして、エドウィン・パップルが宇宙は天の川銀河より大きいと発表し世界に衝撃を与えた。

それらの、小さくてぼんやりした天体は天の川銀河の様な銀河だと分かったのです。

新しい銀河が次々に発見されているとき、カルフォルニア工科大学教授・フリッツ・ツビッキー教授は髪の毛座銀河団に不可解な現象を発見した。

ツビッキー教授は、髪の毛座銀河団の動きを調査していた時、その銀河団の出量を机上の計算で推測しました。

それを実際に観測して割り出した質量と比べたのです。

しかし、計算が合わなかった。

銀河団の銀河は、光る物質の量に対して早すぎる動きをしていた。

ツビッキーの計算によると、銀河がこれほど早く動く為には光る物質がその160倍以上なければならない。

その為、彼は他の物質の存在を疑い始めた。

ツビッキーは、その銀河の動きは暗黒物質が存在していなかったらあり得ないと結論づけたのです。

そして、1933年暗黒物質を失われた質量と名付けその重要性を認識したのです。

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暗黒物質

それは・・・姿を見る事が出来ず、引力を持ち、銀河団の中にある全ての銀河に影響を及ぼす物質である。

しかし、学者達は結論を急ぎませんでした!

当時は、本格的な宇宙観測が始まったばかりで、天の川銀河の他にも銀河があることがやっと分かった時代でした。

その物質が、ただの見えない銀河なのか?ガスなのか?全く別の物なのか?判断がつかなかったのです。

ツビッキーの観測は、恒星と銀河の質量の計測に基づいて行われたが、ではどの様に重さを図るのだろうか?

太陽を計りに乗せる事は出来ません!その代わり太陽の周りを回っている惑星の速度を計測します。

太陽に多くの質量があれば、惑星の公転も速くなります。

ニュートンも、アインシュタインも、物体の質量が重くなれば重くなるほど引力が強くなり中心から離れている物体ほど重力の影響が弱くなるため、

軌道旋回の速度が遅くなると述べた。

ニュートンの万有引力の法則や、アインシュタインの一般相対性理論によると全ての銀河はお互いに引き合っています。

それは、太陽系での太陽の動きに似ている。

水星は冥王星より太陽に近いためより速い速度で太陽の周りを回っている。

同じ様に銀河でも中心から外に離れて行くほど旋回の速度が遅くなると考えられています。

しかし、ツビッキーと50年後に登場する若い科学者ベラ・ルービンとの見解は違っていた。

ルービンは、天の川銀河に似ている銀河の回転曲線を観測していた。

そして、ツビッキーと同じく不可解な現象に気が付く!

旋回する星やガスの速度は、銀河の中心から離れて行っても中心部と同じという事が分かったのです。

星やガスが一定の速度で旋回している事をルービンは発見した。

銀河の外円に近い部分が速く旋回しているは、より多くの質量があるからです。

予想より10倍も速く旋回していましたが、その理由は1つです!

その銀河は、中心部に近いハローで見えない物質に取り囲まれていて、それ銀河全体をまとめているという考えかたです。

暗黒物質は銀河の中に存在し、そして旋回速度を一定に保てるだけの質量を持っていた。

ルービンは、暗黒物質の量は通常の光る物質より10倍多いと推測した。

それ以来、数百の銀河が同じ現象を持つと分かりました。

銀河の回転が速すぎたので暗黒物質で形を維持していたのです。

ルービンの発表後、天文学会はようやく暗黒物質とは何か?

姿が見えない物をどうやって探すかを問い始めた。

その為には、まず暗黒物質が宇宙の何処に隠れているかを知る必要があったが、

暗黒物質を通過するとき、光は曲がるという特殊な現象を利用して探し出す事になったのだ。

それは、重力レンズ現象による探査方法で宇宙空間に存在する見えない物質を捉える方法である。

重力レンズ現象

重力現象とは、重力によって遠くの天体からの光線が屈折する事です。

屈折する所には暗黒物質あると考えられるのです。

重力レンズ現象で曲がった光の経路を追うことによって銀河中心の外側ハローに凝縮されている暗黒物質が発見された。

重力レンズ現象の確実性が証明され、暗黒物質の存在が突然明らかになった

重力レンズ現象での探査方法は、最も正確です。

何故なら、どれだけ暗黒物質があるかだけでなく、どの様に分布しているかもピンポイントで分かるのです。

それは、暗黒物質を通り抜ける光の歪みを計測して出します。

銀河の質量の殆どは暗黒物質です。

普通の物質は、暗黒物質の重力場に集められるのです。

近い将来、暗黒物質の謎を解き明かす日が来るのであろうか?

 

 

 

 

 

 

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