- ダークエネルギーやダークマターって何？
- ダークエネルギーは本当に存在するものなの？
ダークエネルギー、ダークマターなどといった言葉を聞いたことはありますか？
これは、宇宙全体に浸透しているとされている仮説上のエネルギーです。
これらは、ダークエネルギー、その他、暗黒エネルギーなどと呼ばれている物質です。
この仮説上で存在するとされるエネルギーは、あくまで仮説上である為、存在は確立されていません。
だからこそ、誰もがその物質の正体は一体何なのか？と疑問に思う方も少なくありません。
ここでは、ダークエネルギーやダークマターの正体について、またそれらが存在しないとされるのであれば、その可能性はあるものか調べてみました。
ダークエネルギーやダークマターの正体は？
存在するの？
ダークエネルギーやダークマターという言葉は耳にしたことがありますが、そもそもダークエネルギーとは何なのでしょうか。
ダークエネルギーとは何？
宇宙には未知なる物質が存在していると言われています。
現在、宇宙についての研究が進められていますが、私達人類が、宇宙開発を行う技術や知識が増えており、昔とは違って宇宙について、様々なことが解明されています。
しかし、それでも宇宙は計り知れないほと広大です。
果てしなく続く宇宙を全て知り尽くすのはまだまだ先のことになるでしょう。
現在分かっている宇宙のことも、わずかほんの一部であると言えます。
その為、宇宙をより知るためにも、私達は様々な情報から予測や仮設をたてることにより、広大な宇宙の研究を進めているのです。
そして、その中でも宇宙全体に浸透しているとされている「ダークエネルギー」です。
暗黒エネルギーとも呼ばれる、実在しない仮説上のエネルギーと。
ダークエネルギーは、現代宇論や天文学に用いられ、宇宙を語るためには必要不可欠なものとなっています。
宇宙が現在も広がり続けるのは、このダークエネルギーがあるからだと言われているのです。
このダークエネルギーは、負の圧力を持ち、反発する重力の効果を及ぼしているそうです。
現在、最新の研究では、宇宙に存在するエネルギーの中で、ダークエネルギーが占める割合が約70％以上とかなりのウェイトを占めていることが分かります。
このダークエネルギーが膨張すると、総量も増え、さらに宇宙が膨張していくと考えられているのです。
しかし、その効果とは逆に、膨張を止める為の力が増えることがない為、その比率の差は広がり続けると言われています。
結果的には、ダークエネルギーが増え続け、宇宙空間が広がり続けてしまうと一体その後はどうなってしまうのかについては未だ分かっていないのです。
実際のところ、このダークエネルギーは仮説上でのエネルギーである為、その正体も分かっていません。
また、宇宙膨張説もはっきりとしておらず、このエネルギーについての研究が進められているのです。
ダークマターとは何？
ダークマターとは、目に見えない物質とされており、未だ観測には至っておらず、誰も触ることもできないものだと言われているのです。
想像する中では暗黒物質であると連想されています。
しかし、ダークマスターは光を通さない存在である為、観測不能という訳です。
それでも、ダークマターには重力があるとされ、それによって星や銀河が引っ張られ、様々な現象が観測されているのです。
このようなことから、ダークマターもダークエネルギーと同様にその正体は未だ解明されていないと言われているのです。
直接観測できる物質ではない為、それが大きな障害となりますね。
ダークマターやダークエネルギーについては、確定的に立証されることが何もないことから、実際には実在しないのではないかとも言われているようです。
しかしながら、ダークマターが存在するからこそ証明される現象がある為、もしもダークマターがないとなれば、宇宙に就いての考え方を変えなければなりません。
このダークマターは光を通さない為、観測できないと言われているのですが、そうでない他の説も考えられます。
この考えは実にブラックホールについても同じ現象が起きています。
ブラックホールも実在すると言われてはいますが、未だ観測に成功しておらず、実際には謎の存在として扱われているのです。
ダークエネルギーやダークマター、ブラックホールといった、宇宙空間において大きく働いているであろう物質のほとんどが未確認物質であり、謎めいていると言えます。
このように考えると、宇宙空間を研究する技術が進歩することにより、更なる宇宙の謎についても分かるような時代となってきました。
しかし、宇宙にはまだまだ私達が知らない多くの謎がある為、これからも研究し続けなければならないことが分かります。
そして、今後の宇宙研究の成果により、ダークエネルギーやダークマターの正体、そしてそれらの働き、また、どのような影響を与えるものであるかについて解明されることを期待したいと思います。
宇宙の解明されていない未知のエネルギーや物質
私達人間が宇宙について持っている様々な知識は、実際に宇宙を構成するために必要とされる知識のごく一部です。
未だ、宇宙には解明されていない未知のエネルギーや物質があります。
そして、宇宙の約25％は「暗黒物質（ダークマター）」と呼ばれる物質が存在していると言われているのです。
宇宙は誰もが想像している通りとても広大で、その中に浮かんでいる惑星はとても小さく、地球よりも遥かに小さいと言われています。
その為、宇宙人が小さな惑星や地球、月に気付かないこともあります。そして、宇宙空間には大量のスペースデブリが浮かんでいます。
スペースデブリは、宇宙空間にあるゴミです。
宇宙の破片とも呼ばれており、これ打ち上げロケットや、人工衛星などの残骸、そして破片などがこのスペースデブリに該当します。
これは利用の目的を失い、大気圏外に打ち捨てられ、地球軌道を周遊する人工物体でもあります。
このようなスペースデブリが浮かんでいる為、その中から人間が暮らす地球を見つけ出すのも困難であるとも言われているのです。
しかし、宇宙を構成する要素はまだまだこれらのエネルギー以外にも多く存在する為、誰もまだみたことのない物質で占められているのです。
また、人間の目で見ることができる物質は、「原子」から成り立っています。
この原子は「陽子」や「中性子」と呼ばれる粒子によって構成されていて、原子の多くはさらに微細な粒子に分解されているのです。
学者ツビッキー、ダークマターの存在を主張
実際に物質を構成する為の単位となる原子があると立証されたのは実に20世紀のことです。
当初は宇宙に存在する物質の成分が発見されたと考えられていました。
しかし、スイスの学者ツビッキーは、宇宙は他の物質で作られているとし、ダークマターの存在を主張しました。
以後、宇宙に存在している全ての物質は原子により構成されているという考えを否定したのです。
そして、銀河が高速回転していることを観測することに成功しました。
これらにより、ツビッキーは、銀河には強力な引力を持つ物資が存在していることを確信します。
ツビッキーは未知の物質がダークマターだと証言し、他の科学者や天文学者に認められることなく、一風変わった学者だと批判されたそうです。
しかし、ツビッキーが主張したダークマターの存在は、他の天文学者でもあるウェラ・ルービンにより、地球から近距離にある銀河は正常に回転していないということを発見し、これを「銀河の回転曲線問題」などと呼ぶようになりました。
太陽系は、太陽から遠い場所にある惑星ほど重力が弱く、惑星じたいがゆっくりと動いている、そしてその軌道は長くなると言われています。
他の銀河にある惑星にも同じことがあてはまります。
中心から最も遠く離れた場所にある星は、重力が弱くゆっくりと動くものであると考えられていたのです。
それでもルービンが確信した銀河は、中心から離れた場所にある星は、他の星と同じように早いスピードで動いており、このような高速スピードで回転できるのは、星が銀河から飛び出して行かないように、何か不思議な力が働いているものだと考えられていたのです。
そして、この何か不思議な力こそ、タークマターなのではないかと考えました。
ダークマターが存在する証拠
ダークマターの存在については、その証拠となるデータが集まっています。
銀河は一定の形にとどまらず、さらに銀河は何十万という銀河同士が集まり、巨大な塊になり構造されていると言われています。
そして、この銀河同士結びつくにはダークマターが必要であると立証されたのです。
その後、1980年、VA・リュビモフ博士が率いるロシアの研究チームによると、
というものでした。
しかし、ダークマターがニュートリノで構成されているならば、ニュートリノは光を放って高速スピードで動く為、ダークマターは熱くなるのでは・・・と言う点に疑問が浮上しました。
そして、フレンク博士が熱いダークマターがあるとシュミレーションし、このダークマターが宇宙に存在しなければ、宇宙は宇宙のようにはならないと判断したのです。
この判断により、コールドダークマターという言葉が誕生しました。
人間はこのダークマターを直接目で見て確認することはできません。
ダークマターが光を屈折させる性質により、ダークマスターが存在することを確認することができるのです。
1983年に、万有引力の法則と銀河が深く関わっているのではないかという考えが生まれました。
しかし、この重力の法則が間違っているために、ダークマタ―との関わりはないなどと言われたのです。
だからこそ、アインシュタインよりもうまく、全ての事柄を説明しなければならず、ダークマタ―に関しても同様の説明をしなくてはならず、これらが実はとても困難となるのです。
このように、宇宙に対し様々な情報があるにも関わらず、未だダークマターについては、およその概要のみの理解とし、確信的な事実は立証されていないなどと考えられています。
その為、ダークマタ―が実際にどのような形をしている物質であるかは未だ解明されていないのです。
新種の粒子「WIMPs」
現在では、いくつもの考えが提唱されてきたものの、その中でも最もな考えとしては、ダークマタ―が新種の粒子により構成されており、理論上では未だ検知不能の物質であるとされているのです。
この粒子をWIMPsと呼ばれています。
2006年、NASAによると、銀河系にはほとんどの物質が目視できるとし、これには何か未知の物質が存在し、光を屈折させていることを示しました。
これにより、ダークマタ―は実在するものとすることを証明すると共に、ダークマタ―を信じる科学者らから大いに歓迎を受けたそうです。
- 宇宙上でダークマタ―の作用を観察
- ダークマタ―同志を衝突させる
- 大型ハドロン衝突型加速器を使用すること
これらの3つの方法によって確認することができるとしていますが、この中でも最も現実的な方法である、大型ハドロン衝突型加速器を使用し、高エネルギーで素粒子反応を起こすことで亜原子の残骸を調査することができます。
「このLHCにより、WIMPsのような未知の粒子を発見することができるのでは」
とキングス・カレッジ・ロンドンのマルコム・フェアーベン教授は言いました。
もしもLHCを使用し、ダークマタ―を検知することができれば、宇宙はどのように構成され、ダークマタ―が一体何でできているかが分かると言ったのです。
それでも、WIMPsがダークマタ―の抗生物質ではないとすれば、LHCを使用し、ダークマタ―の検知が不可能となります。
しかし、LHCがダークマタ―を生成できたとしても、検知器に引っ掛かかることがありません。
また、ダークマタ―を認識する為に、地中へ冒険することも提案されました。
ダークマターは人間も岩も通り抜ける？
実際に何十億ものダークマタ―の粒子が存在しており、これらは地球上の私達の生活空間にも存在しているというのです。
そして、このダークマタ―の粒子は、私達の身体の中を通過し、それでも私達人間は何も感じないとされているのです。
これは、理論上、もしダークマタ―と原子核が衝突したとすれば、その際に放出されるガンマ線の光を検出することができます。
しかし、放射線や宇宙船など、これら以外のエネルギーもダークマタ―と同様に物質をすりぬけるであろうと考えられているのです。
そこで行われるのは地下実験です。
通常、岩などは放射線をブロックすると言われています。
ここで重要視されていることが地下実験です。
岩などは放射線をブロックすると言われていますが、実はダークマタ―はこの岩でさえもすり抜けることができるそうです。
その為、地下実験がダークマタ―と原子核が衝突することを検知する能力があると言われているのです。
どの物理学者も、未だこのダークマタ―については本来のデータを検出できていない為、2015年にはXENONが公開した論文でダークマタ―の見地には未だ成功していないことを証明しています。
とは言え、今後、LHCや地下実験においてダークマタ―の検出に成功するであろうと言われています。
今後、明らかに宇宙においてダークマタ―を検出できる方法について「様々な方法を発見すべきである」と、数々の研究者がコメントしているほどです。
ツビッキーがダークマタ―が宇宙空間に存在することを示唆してから実に80年経過しています。
それでも、現在、未だに天文学者や研究者によってダークマタ―の検出には至っていません。
このようなことから、人間が宇宙について全てのことを網羅し、理解するためにはまだ数十年、いや、数百年という年月が必要となることを示唆しているのでしょう。
まとめ
いかがでしたか？ダークエネルギーやダークマタ―の正体について解説しました。
ブラックホールも実在すると言われていながら、実はそれは未だはっきりと観測できていないと言われており、ダークエネルギーやダークマタ―についても、未だ未確認であるとされています。
やはり、現代において、様々な技術で宇宙を調べることができると言われていますが、それでも宇宙にはまだ多くの謎がある為、全てを調べきれていないようです。
それでも、今後研究が進み、これらの正体について、そしてその働きについてやどのような影響を及ぼすのかが明らかになれば・・・と期待したいところですね。
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