宇宙論におけるダークマターの正体（の一部）はニュートリノの可能性はあるか？

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

No.3 回答者： e12mv2 回答日時： 2024/01/24 19:08

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。

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

No.2 回答者： yamaya-hositaro 回答日時： 2024/01/24 11:39

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。

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