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ダークマター - 宇宙の秘密


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ダークマター - 宇宙の秘密

( 図 宇宙空間イメージ Pixabay )

 

ダークマター

最初に、オランダの天文学者ヤコブス・カペイン(Jacobus Kapteyn)氏が、1922年にダーク・マター(Dark Matter)について提案しました。後の電波天文学の先駆者ヤン・オーツ(Jan Oort)氏が1932年に、このマター[物質]を仮説にしました。

 

(Fig.) タイトル・イメージのインタステラー

 

これは仮説的なマターです。 それは電磁放射では放出しません。 一方で光は、電磁放射で放射するので電磁スペクトルの光を見ることができます。 しかし、私達はそれを見ることはできません。 それは電磁スペクトルでは見えません。

ダークマターは直接観察されていません。 それは、重力レンズ作用のような目に見える物質に対する重力作用によって観察されました。

ダークマターは電磁波に対して透明です。 それは放射線を放出することができないほど高密度で小さくあります。よって私達は、既知のイメージング技術で検出できません。

宇宙論の標準モデル(The Standard Model of Cosmology)によれば、宇宙の総質量エネルギーには、普通物質4.9%、ダークマター26.8%、ダークエネルギー68.3%が含まれています。 それは、私達が観測して落とすことができるすべての星、銀河、物質が、宇宙全体のわずか5%であることを意味しています。

 

(Fig.1) 宇宙の構成

 

証拠

ダークマターは、宇宙構造形成、銀河形成、進化において中心的な役割を果たします。 それは、重力と弱い力によってのみ相互作用する質量粒子(Weakly Interacting Massive Particle、WIMPs)で構成されています。

 

(Fig.2)  WIMPSの分布

 

それのほとんどの証拠は、銀河の動きから来ています。 ビリアル定理(Virial Theorem)によれば、全運動エネルギーは銀河の重力結合エネルギーの半分でなければなりません。 しかし、観察すると、全運動エネルギーは重力結合エネルギーよりも大きい。 これは、より多くの質量を持つ目に見えない物質が存在することを意味します。 法面の明るさ、矮小銀河は、それを研究する重要な源泉です。

ダークマターを予測する大きな理由があります。 最初(1998年以前)には、宇宙の膨張が止まり、重力のために加速が遅くなると考えています。 宇宙は物質でいっぱいであり、重力で総ての物質が一同に集まります。 その後、1998年、ハッブル宇宙望遠鏡が、私達の宇宙がゆっくりと拡大していて、今日拡大していることを示しました。 つまり、宇宙は過去より速く拡大しています。 それは加速しています。 それで、その後に、多くの理論が出ました。

アインシュタインはまた彼の理論を与え、彼は「宇宙論的な定数」を与えます。 だから、もちろん空間は、空っぽの空間ではありません。 それには多くのマターとエネルギーが含まれていますが、それを検出して観察することはできません。 ダークマターダークエネルギーは、どちらも仮説です。

 

(Fig.3) 宇宙の拡大

 

バリオンマター(baryonic matter)または、反バリオンマター(non-bartonic matter)で出来たダークマターなのかもしれません。

 

 

 ----- 出典 -----

元記事は掲載終了しております。

(以下は、同じ内容の記事になります)

thegophysics.com

 

 

----- この記事を読んで -----

ビリアル定理の破れから、宇宙には未確認の物質がないとつじつまが合わない。何かあるはずだ、と言う考えで登場したのがダークマター仮説です。今では、もっともらしい仮説に振り回されダークマターを検出しようとしてやっきになっています。けれども見つかりません。都合よく重力の相互作用をするだけと決めているので、慣れ親しんだ他の検出方法が全く使えない難しさがあります。

宇宙を「3次元+空間」の概念で理解しようとすると、ダーマクマター(=謎の物質)を持ち出すことになるのでしょうか。なお、ダークマターでもダークエネルギーでも、物事の見方の切り口が違うだけで、同じものを指しています。