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宇宙の膨張を加速していると考えられている謎の物質、ダークエネルギーは、一部の天文学者の疑念にもかかわらず、ほぼ確実に存在することが、新たな研究で明らかになった。
2 年間の研究を経て、国際研究チームは次のような結論を下しました。ダークエネルギー本物であることは 99.996% です。しかし、科学者たちはまだそれが何なのかを知りません。
「暗黒エネルギーは現代における大きな科学的謎の一つであり、多くの研究者がその存在に疑問を抱くのも不思議ではない」と共著者であるポーツマス大学（イングランド）のボブ・ニコル氏は声明で述べた。 「しかし、私たちの新しい作品では、これまで以上に自信を持っています。宇宙のエキゾチックな要素それは本物だ――たとえそれが何で構成されているかまだ分からないとしても。」
ダークエネルギーのルーツ
科学者たちは宇宙が膨張していることを1920年代から知っていました。ほとんどの人は、重力がこの膨張を徐々に遅らせるか、あるいはいつか宇宙が収縮し始めるとさえ考えていました。
(SPACE.com)
しかし 1998 年に、2 つの別々の研究チームが、宇宙の膨張が実際には加速していることを発見しました。この衝撃的な発見を受けて、発見者のうち 3 人に2011年にノーベル物理学賞を受賞-- 研究者らは、宇宙を引き離す謎の力であるダークエネルギーの存在を提唱しました。
暗黒エネルギーは宇宙の 73% を占めていると考えられていますが、それが何であるかを正確に言うことは誰にもできません。 (宇宙の 23% も同様に奇妙です暗黒物質科学者によれば、残りの 4% は私たちが見て感じられる「通常の」物質です。)
それでも、すべての天文学者が暗黒エネルギーの存在を確信しているわけではなく、多くの天文学者が過去 10 年ほどにわたってその存在を確認しようと努めてきました。
ダークエネルギーを求めて
研究者らによると、ダークエネルギーの存在を示す最良の証拠の一つは、統合サックス・ウルフ効果と呼ばれるものから得られるという。
1967 年、天文学者のライナー・サックスとアーサー・ウルフは、宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) 放射からの光、つまり宇宙が残した熱痕跡であると提案しました。ビッグバン私たちの宇宙を創造したものは、物質の塊の重力場を通過するにつれて、わずかに青くなるはずです。
30年後、他の研究者たちはこのアイデアを実行し、天文学者は遠くのCMB放射の温度を近くの銀河の地図と比較することで、光のエネルギーの小さな変化を探すことができると示唆した。
ダークエネルギーが存在しない場合、2 つのマップ間に対応関係は存在しないはずです。しかし、もし暗黒エネルギーが本物であるならば、奇妙なことに、CMB光は大きな質量のかたまりの中を移動する際にエネルギーを獲得するように見えるはずだと研究者らは述べた。
この後者のシナリオは統合サックス・ウルフ効果として知られ、2003 年に初めて検出されました。しかし、信号は比較的弱いため、一部の天文学者は、結局のところ、これが本当に暗黒エネルギーの強力な証拠なのか疑問を抱いています。
データの再調査
新しい研究では、研究者らは統合されたサックス・ウルフ検出に対する議論を再調査し、元の研究で使用されたマップを更新しました。
研究者らによると、最終的に研究チームは、CMBマップの高温部分の原因はダークエネルギーである可能性が99.996%あると判断したという。
「この研究は、アインシュタインの一般相対性理論に対する修正の可能性についても教えてくれます」と、ドイツのルートヴィヒ・マクシミリアン大学の筆頭著者であるトマーゾ・ジャンナントニオ氏は述べた。 「次世代の宇宙マイクロ波背景放射と銀河の調査は、ダークエネルギーを含む一般相対性理論を確認するか、さらに興味深いことに重力の仕組みについて全く新しい理解を求める決定的な測定結果を提供するはずだ」とジャンナントニオ氏は付け加えた。
研究チームの研究結果は、英国王立天文学協会の月刊誌「Monthly Notices」に掲載された。