ダークエネルギーは、重力に逆らって働き、宇宙の膨張を加速させる謎めいた現象である。ダークエネルギーは宇宙の質量エネルギーの4分の3を占めるが、その根本的な性質は何十年もの間、物理学者の理解を得られなかった。暗黒エネルギーは暗黒物質と何の関係もなく、暗黒という言葉を共有するだけで、科学者はこれらの正体を知らないということになる。
2023年、科学者たちは、ダークエネルギーがブラックホール内部に蓄積されたエネルギーの一種によって説明できるという証拠を検出したと述べた。この発見が事実であれば、現在の宇宙モデルでは、ダークエネルギーを説明するために、アインシュタインの重力概念を超える新たな力や場が必要ないことになる。しかし、この発見がダークエネルギーの説明として物理学者に広く受け入れられるようになるには、後続の研究成果で確認する必要がある。
ダークエネルギーは誰が発見したのか？
ハッブル宇宙望遠鏡のウェブサイトによると、宇宙が膨張しているという認識は、1929年にアメリカの天文学者エドウィン・ハッブルが、銀河が地球から遠くなればなるほど、我々から速く離れていくことに気づいたことにまでさかのぼることができるそうです。これは、私たちの地球が宇宙の中心であるという意味ではなく、宇宙にあるすべてのものが一定の速度で他のものから遠ざかっているということです.
ハッブルの発見から約60年後、科学者たちはまたしても驚くべき発見をした。研究者たちは長い間、遠くの星の光を見て宇宙の距離を正確に測ろうと試みてきた。1990年代後半、2つの独立した研究チームが遠方の超新星を調べた結果、超新星爆発の光が予想よりも暗いことを発見しました。これは、宇宙が膨張しているだけでなく、その膨張が加速していることを示すものだ 。
この発見は、それ以来、物理学者たちに頭を悩ませ、その発見者たちは2011年にノーベル物理学賞を受賞しています。
ダークエネルギーはどのような働きをするのでしょうか？
研究者はダークエネルギーを完全に理解しているわけではないが、この現象に関する知識を用いて、ビッグバンから現代の銀河の大規模構造までを説明する宇宙モデルを構築してきた。これらのモデルの中には、ダークエネルギーが今から数十億年後に存在するすべてのものを引き裂くだろうと予測するものもある。
ダークエネルギーに関する有力な説明では、時空に内在する一種の溜め込みエネルギーであるとされています。英国ダラム大学の数理物理学者であるBaojiu Li氏は、以前Live Scienceに、「この単純なモデルは、現実的に非常によく機能し、重力の法則を修正する必要なしに、宇宙論モデルに簡単に追加することができます」と語っています。しかし、このアイデアには1つの大きな問題があります。物理学者は、真空のエネルギーの値は、宇宙論者が測定で観測する値よりも120桁も高くなるはずだと予測している、とLiは述べています。
2023年2月、科学者たちは、古代のブラックホールと休眠ブラックホールの測定結果を用いて、これらの宇宙の巨大な存在が予測よりも速く成長していることを示しました。この発見は、ブラックホールには時空に内在する一種の真空エネルギーがあり、アインシュタインの相対性理論の枠組みの中で、宇宙の膨張を説明できることを示唆している。この発見が実現すれば、ダークエネルギーを説明するために新しい物理学は必要なくなる。研究成果は、『アストロフィジカル・ジャーナル』および『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』の2誌に発表されました。
ダークエネルギーは、すでに知られている4つの力（重力、電磁気力、強い核力、弱い核力）に加えて、もう1つの基本的な力だとする考え方もあります。しかし、この推測では、なぜ人間が日常生活でこの余分な力に気づかないのかが説明できない。そこで、理論家たちは、この不思議な力が何らかの形で隠されていることを示唆する創造的なモデルも構築している。
ダークエネルギーの測定値は、現在、物理学の対立する派閥の間で激しい議論の対象となっている。一部の研究者は、ビッグバンの薄暗い反響である宇宙マイクロ波背景を用いてダークエネルギーのパワーを測定し、ある推定値を出した。
しかし、遠方の宇宙天体の光を用いてダークエネルギーの強さを測定している他の天文学者たちは、異なる値を出しており、この矛盾を説明できる人はまだいません。専門家の中には、ダークエネルギーの強さは時間とともに変化するという説を唱える人もいますが、この説を支持する人はまだ大多数を納得させるに至っていません。
その他の資料
- オーストラリアのスウィンバーン大学の暗黒エネルギーに関する詳細をお読みください。
- NASA Science による暗黒エネルギーと暗黒物質の定義は次のとおりです。
- Fermilab の「Big Mysteries: Dark Energy」をご覧ください。
