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ビッグバン宇宙論では、ビッグバンの38万年後に発した光が今の宇宙背景放射になっている、
(マイクロ波の領域まで波長が伸びている=光子のエネルギーを失っている)ということです。
一方ダークマターという、観測にはかからないけど存在するとみられている質量がある、
とされます。

ビッグバンの時ニュートリノが大量に放出された場合、光子のようにエネルギーを失って
速度が遅くなって、ダークマターとして存在する可能性はないのでしょうか?
(ダークマターの正体の一部、という可能性です。全部とは言いません)

ニュートリノは亜光速の粒子で、カミオカンデ、スーパーカミオカンデのような装置を使い
僅かな反応による光を検出しています。
これがエネルギーを失って速度が遅くなっているのなら、カミオカンデなどを用いても
検出できるだけのエネルギーを持っていなくて、原子核と弾性衝突になってしまう。
こう言う可能性を考えました。

質問者からの補足コメント

  • 自己解決しました。ベストアンサーを選ばず終了します。

    天の川銀河を、半径15キロパーセク、高さを1キロパーセクと近似する(長崎大学)と
    体積は2.076×10^61m³になります。
    ニュートリノの単位体積当たりの個数は、スーパーカミオカンデのサイトより300個/cm³
    とします。
    静止質量は5eVとします(大マゼラン星雲の観測より16eVを超えないとみられるらしい)
    すると銀河内のニュートリノによる総質量は5.55×10^34kgになります。
    太陽質量が2.00×10^30kgですのでニュートリノの寄与はせいぜい太陽2800個分しかありません。
    天の川銀河の見える質量は太陽の634億倍、総質量は1兆2600億倍と見積もられていますので、
    とても足りません。
    ダークマターの一因たる可能性はあるが、まるで足りない、という結論でした。

      補足日時:2024/01/25 00:58

A 回答 (2件)

ニュートリノはすでに「検出」されており「物質」である。


我々の体を毎秒数百億個通り抜けていることも分かっている。

ダークマターは未だ検出されていない物質あるいは質量を持つ何かを指す。
これも我々の体を毎秒数百億個素通りしていると推定されている。
観測機にはかからないが。
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この回答へのお礼

その検出方法ですが、水を入れたタンクを設置し、原子核や電子にニュートリノが「当たったら」
チェレンコフ光が出ますので、それを光電子倍増管で増幅して検出します。
スーパーカミオカンデのサイトを引用します。
https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/about/detec …

エネルギーを持ったニュートリノでないと、チェレンコフ光を叩き出せるだけの
エネルギーを持っていませんので、光らないと思われます。

一方、宇宙の誕生の時にもニュートリノが出たとあります。
https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/neutrino/ab …
このニュートリノが、宇宙背景放射の光が赤方偏移したが如く、
空間膨張に伴いエネルギーを失ってチェレンコフ光を出せるエネルギーも
もう持っておらず今の地球の科学では検出できない、
ということではないのか? という疑問です。

そもそもですが、
1.電磁波が空間膨張で赤方偏移してる。
2.宇宙誕生時にもニュートリノが出たと考えられている。
3.であれば、そのニュートリノにも赤方偏移相当のエネルギー減少がある筈。
この三段論法のどこが間違っているのだろうか?
こういう疑問でもあります。

繰り返しますが、低エネルギーのニュートリノはチェレンコフ光を出せるだけのエネルギーは
持っていないと思われます。

お礼日時:2024/01/24 23:23

速度が遅くなる=エネルギーを失う なので、ニュートリノの質量は むしろ減ります。

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この回答へのお礼

ニュートリノの静止質量は数~数十eVらしいです。
光子でいうと可視光線がこれくらいのエネルギーですが。

数~数十eVのエネルギーのニュートリノが粒子がごまんとあって、
それがダークマターの正体(正体の全部とは言いません)ではないか、
という疑問です。。。

お礼日時:2024/01/24 13:17

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