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2015年1月17日 (土)

謎に満ちた 見えない宇宙!

宇宙論の研究者は、目に見える恒星や銀河は観測可能な宇宙の5%を占めるにすぎないと考えています。残りの95%のうち、27%はダークマターで、68%はダークエネルギーだ。どちらも正体は謎です。

 

ダークマターは光り輝く銀河を形作る力を生み、「宇宙の大規模構造」を決める役割を果たしていると考えられていますが、実体はわかっていません。ダークエネルギーは宇宙の膨張速度を加速させている何ものかを呼び表すために造られた言葉ですが、「宇宙の大きなスケールで働く未知のものを、単にそう名づけただけ」ともいわれています。

 

ダークマターは宇宙にあまねく存在しているのではないかと最初に考えたのは、1930年代のスイスの天文学者、フリッツ・ツビッキーでした。彼は米国カリフォルニア州のウィルソン山天文台で、地球から32100万光年離れた、かみのけ座銀河団に属する銀河が、銀河団の中心を周回する速度を計測しました。

 

銀河団には恒星や惑星など、目に見える物質でできたさまざまな天体が含まれます。ツビッキーの計算では、そうした目に見える物質の質量をすべて合わせても、銀河団が存続するには足りないという。つまり、もしも目に見える物質の分の質量しか存在しないとしたら、それぞれの銀河はとうの昔に宇宙空間に飛び去っているはずです。ところが、かみのけ座銀河団は何十億年も生き延びているのです。その意味するところは明らかでした。

 

「宇宙には目に見える物質よりもずっと高い密度でダークマターが存在する」とツビッキーは推測したのです。その後の研究で、宇宙の初期にダークマターの重力によって太古の始原物質が寄せ集められなければ、銀河が形成されることすらなかったことが示されました。

 

ダークマターを、「単に見逃しやすい通常の物質」だと考えるわけにはいきません。それでは質量が足りないのです。ブラックホールや矮星、ガス雲、浮遊惑星など、確かに宇宙には通常の物質でできた暗い天体が無数に存在します。しかし、いかなるシナリオをもってしても、それらを合計した質量が、目に見える物質の5倍にまで達することはないのです。

 

科学者たちは、ダークマターはもっと異質な物質に違いないと考えているのです。

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