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2025-12-12 12:02:00
ハッブル張力は宇宙論の大きな謎の 1 つです。それを解決するには、宇宙の理解方法を根本的に変える必要があるかもしれませんが、科学者はまず宇宙が実際に存在することを証明する必要があります。 TDCOSMOコラボレーションとして知られる宇宙論研究者の集団による新しい論文は、クェーサーの重力レンズを使用したハッブル定数の「後期宇宙」測定の最新の測定結果で、その最初の論文にさらなる燃料を加えており、最終的に緊張が存在する可能性があることを示しています。
では、ハッブル定数とは何ですか?また、なぜ「張力」が存在するのでしょうか?宇宙学者は、宇宙が膨張しており、その速度はますます加速しているようであることに同意しています。彼らはこのことを知っています。なぜなら、宇宙の中で遠くに見れば見るほど（つまり、さらに後ろに）、物体は加速度的に私たちから遠ざかっているように見えるからです。ただし、その率を求める方法によっては 2 つの異なる答えがあり、約 10% 異なります。
1 つの手法は、現在の望遠鏡で積極的に観察できるクエーサーなどの「後期宇宙」天体を使用して観察することです。これにより、1 メガパーセクあたり秒速約 73 キロメートル (約 330 万光年) という測定値が得られます。言い換えれば、私たちと物体との間がメガパーセクごとに、物体が私たちから遠ざかる速度は秒速 73 キロメートルずつ増加します。
フレイザー氏は、ハッブル緊張に対する潜在的な解決策について議論します。
もう 1 つの手法は、「初期の宇宙」、つまり宇宙からの最も初期の光の一部である宇宙マイクロ波背景放射を調べることです。この技術を使用して測定すると、その値はメガパーセクあたり毎秒約 67 km であると考えられます。
この 6 km/s の差は、宇宙論的なスケールで見れば大したことではないように思えるかもしれませんが、過去数十年にわたるこの差を調整しようとするあらゆる試みを通じて、この差は続いてきました。そしてそれはおそらく、それらの測定値の少なくとも 1 つを理解する方法に何か問題があることを意味します。それらは現在の宇宙の標準モデルに基づいているため、それは私たちの標準モデルが間違っており、新しい標準モデルが必要であることを意味します。したがって、「ハッブル張力」と呼ばれます。
フレイザー氏は、この論文でハッブル定数を新しい方法で計算するために使用されている技術である重力レンズについて説明しています。
後期宇宙法を確立する従来の方法は、宇宙学者が「局所距離ラダー」と呼ぶものに依存しており、超新星やセファイド変光星など、その性質がよく知られていると考えられている、ますます遠ざかる天体までの距離を測定します。これらの天体は、スピン速度に基づいてよく知られた明るさを持っています。これらの値を使用し、観測可能な宇宙全体で超新星を検索すると、超新星がどの程度明るく、そのスペクトル プロファイルがどのように見えるべきかのベースラインが決まります。これらの超新星からの赤方偏移を計算すると、通常、後期宇宙側と一致するハッブル定数の値が得られます。
ただし、この論文では、その方法とはまったく別の技術について説明しています。彼らは、時間の経過とともに私たちから遠く離れたクエーサーの前を大きな銀河が通過する8つの重力レンズのセットを使用します。これによりクェーサーの重力レンズが作成され、基本的にクェーサーを複数の別々の「画像」に再作成し、それぞれが地球に到達するまでにわずかに異なる経路をたどります。宇宙学者は、特定のイベントがクエーサーに起こったときに、それらの画像の違いを測定できるようになりました。レンズ銀河の特性を利用することで、光が私たちに届くまでのさまざまな経路を推定できるため、宇宙の膨張がその経路にどのような影響を与えているかを推定することができます。
ハッブル張力について詳しく説明した NASA のビデオ。クレジット – NASA ゴダード YouTube チャンネル
すべてが終わり、研究者らがハッブル定数の新しい数値を計算したところ、74.3 km/s/Mpc という結果が得られ、これは後期宇宙の計算とほぼ正確に一致しました。したがって、完全に新しい方法と更新されたより正確なデータを使用したとしても、彼らは、後期宇宙の測定が彼らの測定方法にとって確かに正確であることを証明しました。そして重要なことは、それらは初期宇宙の測定値とは統計的に異なるということです。したがって、ハッブル張力は本物です。
この研究はそれに対する解決策を提供するものではありませんが、それが存在するというさらなる検証を提供し、より良いデータ収集方法で解決される単なるデータアーティファクトであるという議論の一部を反証します。私たちの最も強力な望遠鏡からのデータとまったく異なる計算方法を使用しても、宇宙論には依然として何か怪しい点があることがわかります。それを理解するには、いくつかの検証可能な仮説が必要であり、おそらくさらに多くのデータ収集時間が必要です。
もっと詳しく知る：
東京大学 / EurekaAlert – 宇宙のスピードカメラ
TDCOSMOコラボレーション 他- TDCOSMO 2025: 強いレンズ時間遅延による宇宙論的制約
UT – 超新星の標準キャンドルが間違っている場合、ハッブル張力を解決できる可能性がある
UT – ハッブル緊張は消え始めていますか?
#重力レンズがハッブル張力についての判決を下す