科学(宇宙、物理学、数学) 3分でわかるシリーズ

3分でわかる「ダークマターとダークエネルギー」

投稿日:2016年12月31日 更新日:

1.私たちのが知っている物質は宇宙全体の質量の5%にしか過ぎない


 

宇宙は、私たちのが知っている星、星になる前のガスで構成されていると考える人が多いと思うが、それらの物質は宇宙全体の質量の4.9%にしか過ぎない。

このことは、2003年NASAの衛星「WMAP」の観測から得られた結果である。

残りの95%が何であるかよく分かっていない

そのため、ダークという接頭語をつけてダークマターダークエネルギーと名付けられた。

実はこのダークマターダークエネルギーは見ることが出来ない。

 

2.銀河団を引きとめている力がダークマターの重力


 

宇宙には、銀河が密集している場所がたくさんある。そのような場所は、銀河団と呼ばれる。

この銀河団は、銀河団の物質の重力だけでこのような密集した場所は生まれない。

物質以外の何かが銀河たちを引き寄せているのだ。

この何か、よくわからないもの=ダークマターの重力であると考えられている。

このダークマターは、見えている物質の約5倍の量が存在すると言われている。

そしてダークマターは、どうも銀河全体全体に広がっているらしい。

にもかかららず、このダークマターは観測がされていない。

見えないのだ。

どうもダークマターは、原子で出来ている物質ではないようだ。

そしてダークマターは、どのような物質ともぶつからずすり抜けてしまう。

まるで幽霊のようにつかみどころがない。

特徴を整理すると以下のようになる。

①光を発しない

②どんな物質ともぶつからない

③速度はゼロ

④冷たい

⑤質量がある

ダークマターの候補にはさまざまなものがあるが、その中にあるのかどうかもわかっていない。

ダークマターの候補として考えられているもの

ニュートリノ
ニュートラリーノ
アキシオン
ミラーマター
LKP
ブラックホール
白色矮星・中性子星
褐色矮星
惑星
MACHO

最近の研究「ダークディスク」

「ダークマター」の一部は、ダークな原子となり、その原子が集まり円盤状のディスクとなるというものだ。

「ダークディスク」とと呼ばれる。

「ダークマター」は陽子の100倍重いため、その重力でつぶれ薄くなるそうだ。まさにディスク状である。

この「ダークディスク」は、銀河の同じ円盤状に存在するらしい。

 

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3.宇宙を膨張させる力がダークエネルギー


 

宇宙は、膨張していることがわかっている。

しかも加速している。

この宇宙を加速的に膨張させる力が「ダークエネルギー」だ。

NASAの観測衛星「WMAP」によってとらえられた宇宙背景放射の画像である。

出典 NASA

 

この画像を見るとまだら模様のように見える。

このまだら模様の大きさの大きさを測ることで宇宙が「平坦」(専門用語)であるかどうかがわかる。

もし、宇宙空間に物質とエネルギーが充満している場合は、凸レンズのような効果により、大きく見える。

逆にすかすかの場合、凹レンズのような効果により、小さく見える。

実際に測定した結果、大きくも、小さくもなく「平坦」であるという結果となった。

宇宙の目に見える物質4.9%とダークマターを加えても、上記のような「平坦」にはならない。

「平坦」にするためには、目に見える物質4.9%とダークマターの約26.8%とあと残り68.3%の「何か」が不足しているのだ。(この比率は2013年に公表されたプランクの観測結果より)

この何かわからないものを「ダークエネルギー」と呼んでいる。

この「ダークエネルギー」は、宇宙に均一に存在しているらしい。

引用 Wikipedia 著作 Szczureq

 

参考文献


ダークマターとダークエネルギー―宇宙の96%を占める未確認の質量とエネルギー (ニュートンムック Newton別冊)

 

 

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