宇宙のスピードカメラ

T宇宙は広大だ。この文章を読み終わる頃には、それはさらに巨大なものになっているでしょう。

それは、宇宙が膨張しているからですが、すべてが同じ速度で膨張しているわけではありません。物が遠くになればなるほど、より速く私たちから遠ざかっていきます。私たちの視点からの距離がメガパーセク（約 330 万光年）ごとに、この膨張速度は毎秒約 45 マイル増加します。この率は、1929 年に発見した宇宙望遠鏡で有名な天文学者エドウィン ハッブルにちなんで「ハッブル定数」として知られています。

現在、東京大学の天文学者たちは、ハッブル定数のより正確な測定値を得るために「時間遅延宇宙撮影法」と呼ばれる新しい方法を開発し、その結果を次の論文で発表した。 天文学と天体物理学。

従来、ハッブル定数は「距離ラダー」を使用して記録されてきました。天文学者は、比較的近くて馴染みのある宇宙実体 (超新星や恒星) を選んで観察し、次に遠くにあるものを選んでそれを観察するということを繰り返して、それらが私たちから遠ざかる速度を測定します。

一方、時間遅延宇宙記録法は、ハッブル定数を決定するために宇宙の巨大な物体の重力レンズに依存しています。この方法では、科学者は巨大な銀河をレンズとして使用します。この銀河の向こうにあるクエーサーと呼ばれる非常に明るい天体は、重力によって光が偏向されるため、歪んで見えます。これらの歪んだ画像の変化により、研究者らは物体からの光が物体に到達するまでにかかる時間の違いを測定することができました。

この巧妙な方法論を使用して、著者らはハッブル定数と一致する膨張率の値に到達しました。これは宇宙の大混乱を解決するのに役立つかもしれない。

天文学者が宇宙望遠鏡 (エドウィン ハッブルにちなんで命名された望遠鏡など) を使用してこの膨張率を測定すると、約 45 マイル/秒/メガパー秒という 1 つの数値が得られます。彼らが別の方法を使用して、宇宙初期に生成された宇宙背景放射を測定すると、異なる小さな数値、つまり約 42 マイル/秒/メガパー秒が得られます。この矛盾は「ハッブル張力」と呼ばれ、実験誤差によるものなのか、それとも宇宙の実際の物理学によるものなのかについて多くの議論を呼んでいます。

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研究共著者で東京大学の天文学者ケネス・ウォン氏は声明で、「ハッブル定数のわれわれの測定は、現在の他の観測とより一致しているが、宇宙初期の測定とはあまり一致していない」と述べた。 「これは、ハッブル張力がさまざまな方法における未知の誤差の原因だけでなく、実際の物理学から実際に発生する可能性があることを示す証拠です。」

それでもチームは、より正確な結果を得るには、時間遅延宇宙撮影法をさらに改良する必要があると強調した。現在の精度は約4.5パーセントだが、「ハッブル張力を決定的に裏付けるレベルまでハッブル定数を本当に突き詰めるには」約1～2パーセントの精度に達する必要があると、研究の共著者で同じく東京大学のエリック・パイク氏は声明で述べた。

天体物理学における唯一の実際の定数?さらなる研究が必要です。

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リード画像: ESA/ハッブル & NASA、C. マレー、J. マイズ アペラニス

• ジェイク・カリー

  投稿日 2025 年 12 月 5 日

  ジェイク・カリーはニューヨーク州ブルックリンを拠点とするライターです。