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物理学者たちは暗黒エネルギーを廃止したいと考えている

探検する私2011 年、宇宙の膨張が加速していることを発見したソール・パールマッター、ブライアン・シュミット、アダム・リースにノーベル物理学賞が授与されました。彼らは、遠くで爆発する星を観察することでこの結論に達しました。これらの遠方の超新星は、超新星が遠くなるほど、より速く私たちから遠ざかっているように見えるため、宇宙がより速く大きくなっていることを示しました。に掲載された最近の論文では、王立天文学協会の月次通知: 手紙、ニュージーランドのカンタベリー大学の天体物理学者のグループは、ノーベル賞を受賞したこの発見に疑問を呈しました。私たちの宇宙が膨張しているだけでなく、膨張のスピードが加速しているという主張には、簡単な説明はありません。これを実現できる通常の種類のエネルギーや物質は存在しません。それには負圧を持つ物質が必要ですが、これは他では観察されたことのない性質です。実際、それが何を意味するのかを解釈することさえ困難です。物理学者は、この加速膨張の原因となっているものを「暗黒エネルギー」と呼んだところです。これは「アインシュタインは間違っていた」という大げさな主張ではありません。広告 Nautilus メンバーは広告なしのエクスペリエンスをお楽しみいただけます。ログインするか、今すぐ参加してください。最も単純なタイプのダークエネルギーは、空間的にも時間的にも一定です。この「宇宙定数」は現在、銀河の周囲に蓄積していると考えられる目に見えない物質の一種である暗黒物質の量などの他のパラメーターと並んで、宇宙論の標準モデルであるラムダ冷暗黒物質モデルにおける重要なパラメーターの 1 つとなっています。宇宙定数が存在する場合、宇宙の物質エネルギー収支の 3 分の 2 以上を占めると考えられています。その効果はすでに確認できています。追加の膨張により、銀河が凝集しにくくなり、形成される新しい星の数が減少します。宇宙定数はまた、私たちの宇宙の最終的な運命を決定し、宇宙とその中のすべてを絶対零度、つまり永遠の暗闇、そして非常に寒いまで冷却する、ますます速い加速へと宇宙を運命づけることになります。しかし、新しい論文の著者らは、宇宙定数を使った標準モデルは単に宇宙にとって間違ったモデルであり、彼らが正しいモデルだと主張するものを使用すれば、ダークエネルギーはまったく必要なく、さらには必要ないと大胆に主張している。宇宙定数の形で。これは「アインシュタインは間違っていた」という大げさな主張ではありません。著者らは、天体物理学者が一般に行うのと同じ数学的枠組み、つまりアインシュタインの一般相対性理論を使用しています。この理論では、物質、放射線、圧力を含むあらゆる種類のエネルギーは空間を湾曲させ、その湾曲はエネルギーの種類がどのように移動するかに影響を与えると考えています。アントニア・サイフェルト率いる新しい論文の著者らはこれに疑問を抱いていない。彼らは代わりに、私たちがアインシュタインの数学をどのように使用するかを疑問視しています。広告 Nautilus メンバーは広告なしのエクスペリエンスをお楽しみいただけます。ログインするか、今すぐ参加してください。宇宙には大量の物質があるため、実際には、私たちが観察している星や銀河の正確な分布を計算することはできません。多すぎます！したがって、大幅に簡略化します。十分に長い距離にわたって平均をとれば、星や銀河はどこでも同じ分布になると言われます。あなたが宇宙のどの部分にいるかは問題ではありません。それは常にほぼ同じに見えます。この考え方は「宇宙原理」と呼ばれており、これを利用すると、包括的な一般相対性理論から具体的なモデルに移行することができます。そして、宇宙の膨張を加速するために暗黒エネルギーを必要とするのは、ラムダ冷暗黒物質モデルであるこのモデルです。ダークエネルギーの終焉を宣言するには時期尚早です。しかし厳密に言えば、このモデルがもちろん間違っていることはすでにわかっています。銀河や銀河団は均一に分布しているわけではありません。その代わり、銀河は海綿状の構造を形成しています。幅が数十億光年あり、銀河でできており、膨張しているスポンジを想像していただければと思います。そこには、私たちがいる銀河のような、多くの銀河が含まれる斑点がありますが、その間には大きな空洞があります。これが、新しい論文の著者らが考察した宇宙であり、私たちのような物質で満たされた領域と空洞のパッチワークである宇宙です。そして、これらすべての領域が相互作用し、互いに押したり引いたりします。現在、私たちは幅が数千億光年にも及ぶ膨張するスポンジを持っているだけでなく、どこでも同じ速度で膨張しないスポンジを持っています。広告 Nautilus メンバーは広告なしのエクスペリエンスをお楽しみいただけます。ログインするか、今すぐ参加してください。このアイデア自体は新しいものではなく、一般相対性理論自体と同じくらい古くから存在しています。問題は、それを扱うのが数学的に難しいことです。これは、一般相対性理論では、空間自体が滑らかな状態を保つために、異なる密度のパッチと空隙が適切に一致する必要があるためです。そして、これを正しく行う方法については物理学者の間で合意がありません。それにもかかわらず、約 15 年前、新しい論文の共著者の 1 人である David Wiltshire は、まさにこれを実現するモデルを提案しました。彼はそれを「タイムスケープ」と呼んだ。これは、アインシュタインの理論では、時間の流れる速度は、領域に含まれる物質の量に応じて異なるためです。このタイムスケープモデルでは、私たちが自分の近くで観察することは、より離れた場所で平均的に起こることとは異なる法則によって支配されます。それは、あなたが故郷の都市で観察していることが、世界で起きていることを平均的に説明するには不十分であるかもしれないのとよく似ています。したがって、ここ宇宙の近くでは時間が通常のリズムで流れているように感じられるかもしれませんが、いくつかの銀河団の北時間ではより遅いペースで流れている可能性があります。ウィルトシャー氏とその共著者らは、宇宙が全体として加速膨張するという考えは、私たちが近くで観察しているものについての誤解であると述べている。標準的な宇宙論モデルでは、この 2 つのこと、つまり近くで観察されるものと宇宙全体で何が起こるかは同一でなければなりません。なぜなら、これがモデルの仕組みだからです。ウィルトシャーの時代背景では、これはもはやそうではありません。そうすれば、暗黒エネルギーを必要とせずに、超新星観測と膨張するが加速しない宇宙とを調和させることができる。この結論に達するために、研究者グループはラムダ冷暗黒物質モデルとタイムスケープモデルが超新星観測のカタログ（ノーベル賞受賞の発見以来大幅に増加した）にどの程度適合するかを比較した。タイムスケープモデルでは、宇宙定数は必要ありませんが、宇宙の物質で満たされたパッチと空隙の比率という新しい量が導入されます。著者らは、モデルが正しい確率を定量化するベイジアン分析を使用し、タイムスケープモデルが実際にデータによりよく適合していることを発見しました。広告…

執筆 nipponese 更新 2025年1月12日

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2025-01-08 23:09:00

探検する

私2011 年、宇宙の膨張が加速していることを発見したソール・パールマッター、ブライアン・シュミット、アダム・リースにノーベル物理学賞が授与されました。彼らは、遠くで爆発する星を観察することでこの結論に達しました。これらの遠方の超新星は、超新星が遠くなるほど、より速く私たちから遠ざかっているように見えるため、宇宙がより速く大きくなっていることを示しました。

に掲載された最近の論文では、 王立天文学協会の月次通知: 手紙、ニュージーランドのカンタベリー大学の天体物理学者のグループは、ノーベル賞を受賞したこの発見に疑問を呈しました。

私たちの宇宙が膨張しているだけでなく、膨張のスピードが加速しているという主張には、簡単な説明はありません。これを実現できる通常の種類のエネルギーや物質は存在しません。それには負圧を持つ物質が必要ですが、これは他では観察されたことのない性質です。実際、それが何を意味するのかを解釈することさえ困難です。物理学者は、この加速膨張の原因となっているものを「暗黒エネルギー」と呼んだところです。

これは「アインシュタインは間違っていた」という大げさな主張ではありません。