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2024-09-24 14:35:23
ブラックホールは、その重力が強すぎて光さえも脱出できず、研究が難しいため、宇宙で最も不穏な物体の一つです。
現在、研究者チームはそのフラストレーションを次のレベルに引き上げ、初期宇宙の超小型ブラックホールが、科学者が見ることができない宇宙の大部分を占める暗黒物質の原因である可能性があることを示した。
暗黒物質は、宇宙の質量の約 27% を占め、人間が作ったいかなる機器でも観測できない物質の総称です。その代わり、暗黒物質の存在は、銀河団などの他の物体に対するその重力効果から推測されます。暗黒物質の候補は数多くあり、暗黒光子、暗黒公理、弱い相互作用をする巨大粒子 (WIMP) などがあります。しかし、もう 1 つの候補として長年挙げられているのが、原始ブラックホール、つまり初期宇宙の非常に小さなブラックホールで、宇宙空間を高速で移動しており、周囲に重要な物体がないため観測が困難です。
チーム研究、 出版された 今月初めに 物理レビューD原始ブラックホールの多さは「10年に少なくとも1つの物体が太陽系内を通過するのに十分な大きさである」と述べている。したがって、研究チームは、これらの接近通過現象は重力波として検出できると結論付けている。
チームの発見はタイムリーだ。今月初め、別のチームが、レーザー干渉計重力波観測所(LIGO)が収集した重力波データの中に暗黒物質の兆候が潜んでいる可能性があると示唆していた。
特定のブラックホールが「原始的」であるという考えは、ブラックホールが宇宙のごく初期にランダムな変動によって物質の塊が崩壊し、比較的小さく光のない物体を形成して誕生したという考えを指します。私たちが観測できるブラックホールの質量は、恒星(太陽やそれに似た恒星とほぼ同じ大きさ)からその数十億倍の大きさまでさまざまです。したがって、相対的なスケールでは小惑星サイズのブラックホールはごく小さいですが、それよりはるかに小さく、原子サイズになることもあります。
原始ブラックホールはいつ形成されたのか、そしてどのような機器がそれを検出できるのか。画像:ESA
カリフォルニア大学サンタクルーズ校の理論物理学者で論文の著者の一人であるサラ・ゲラー氏は、ライブサイエンスに対し、「原始ブラックホールが実際に存在するとか、それが暗黒物質の大部分または全部を構成しているとか、太陽系に実際に存在するとか、そういった主張はしていない」と語った。その代わりに、研究チームは次のように述べた。 もし 上記のすべてが真実であれば、そのような物体が 1 年から 10 年ごとに太陽系内を移動することになります。
新たな重力波の検出が定期的に行われ、現在建設中の次世代の宇宙重力波観測所 LISA により、原始ブラックホールにとって刺激的な時代が到来しています。
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