いつだったかNHKの特集番組で宇宙は膨張し続ける、というような内容が紹介されていました。それまではダークマターの総量により、ある時期宇宙は収縮へと向かう局面を迎える可能性もあると何かで読んだことがあるのですが、この話はどうなったのでしょう。宇宙中の暗黒物質の総量がついに確定されたのでしょうか。頭の悪いド素人の興味本位の質問でして、わかるようにお教えいただければ幸いです。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (4件)

ダークマターの正体は、まだ確定したわけではありませんが、ダークマターという地球上から見えない、普通には見えない物質があり、その質量が問題となります。



宇宙内の全物質の質量にある閾値があって、その値より全質量が大きいと重力の力によって、宇宙は収縮に向かいますし、それより小さいと、膨張しつづけます。

現在、ダークマターを含めて、全質量の予想値が計算されていますが、この閾値のちょうど近辺であることがわかっていて、宇宙は収縮するのか膨張しつづけるのか微妙な問題です。

そこで、いま注目されているのが、ダークマターの一つと考えられている、ニュートリノという素粒子に質量があるか、という問題です。もし、ニュートリノに質量があると、全宇宙の質量は閾値を越えて、宇宙全体は収縮に向かうことになります。
で、最近の研究ですが、どうやら、ニュートリノには質量があるということに決まりそうです。この質量の測定の実験をやったのは、日本の研究者で、岐阜県の神岡にある、スーパーカミオカンデという実験装置で、飛んでくるニュートリノをとらえて質量があることを発見しました。
つまり、この通り、ニュートリノに質量があると、宇宙はやがて収縮に向かうと考えられ、現時点では、宇宙はやがて収縮するという方向で考えられていると思います。
しかし、他にも研究が進んで、また宇宙の全質量の予想値が変われば、また宇宙の振る舞いの予想も変わるかもしれません。今のところ、宇宙の暗黒物質の質量の総量は確定していません。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

 そういえばスーパーカミカンデのセンサーのいくつかがが壊れてしまったというニュースがありましたね。ニュートリノに質量があるらしいことが分かった時は衝撃的でしたが、ほんとに残念です。ハッブル定数に関する有名なフリードマンとサンデージの論争は今はどうなっているのでしょうか。これもたいへん興味深いところです。
 わかりやすい回答いただき、感謝します。

お礼日時:2002/03/21 23:45

>ハッブル定数に関する有名なフリードマンとサンデージの論争は今はどうなってい


>るのでしょうか。

ハッブル定数は、50~100(km/s/Mpc)の間でいろいろ議論がありましたし、ハッブル定数自体が引き起こす矛盾、宇宙の年齢より、昔の天体があるなど、も沢山あると思います。現在では、観測結果から、ハッブル定数は80くらいという説が強いです。
フリードマンとサンデージの論争がいま具体的にどうなっているのか、申し訳ないですがわかりません。

それから、ibm_111さんご指摘の通り、宇宙が収縮する可能性は低いというのが現在の一般の予測なのかもしれません。どうも、最近の結果までフォローしきれていないのですみません。最近の流行は、0.3ですか。私が学生だった頃は、1をまたいで、1より大きい説と、小さい説と両方あったので。まあ、とにかく、宇宙の総質量の議論は、これからも絶えないと、私自身は思っています。

foolproofさんご指摘のように
「これがダークマターの主要素とはなり得ない,という理論があります。」
というのは、まさにその通りです。最近ニュートリノの話題がホットなので、ニュートリノのことをかきましたが、他にもダークマターの候補は沢山あって、「アクシオン」とか「超対称性粒子」とか、本当にいろいろな素粒子が候補に上がっています。しかし、これらの素粒子はまだ発見すらされていません。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

 宇宙が収縮に転じるポイントがあるとすれば、「オルバースのパラドクス」を解決している理論と反対のことが起きて、夜でも明るくて便利などとはいってられない惑星生命にとって致命的な事態が起こると聞いたことがあります。確かに感覚的にはそういうことは考えにくいような気がしますが、もちろんうかつには言えません。暗黒物質を含めた宇宙の総質量が宇宙の運命を決める、という話と、NHKでやっていた「真空の力」の作用で宇宙は「膨張しっぱなし」という理論の間には何らかの連続性があるのか、ないのかたいへん興味深いところではあります。

 この分野における研究や観測が長足の進歩をとげることを願って止みません。再び回答いただき感謝します。

お礼日時:2002/03/23 08:19

現在までの観測データを総合すると、


収縮に向かう可能性はほとんどありません。
収縮に向かうかどうかの物質密度の臨界値を1とすると、最近の流行は、0.3程度です。

では、ダークマター問題解決?かというと、楽しいことにそうではなくて、
バリオン(中性子+陽子)~0.03
ニュートリノ~0.1程度?
なので、残り0.1ちょっとは、未知の物質である可能性があります。

理論的には、ダークマター問題がニュートリノで解決してしまうと、銀河形成論的に困った事態が生じます。
その場合には、10Mpc程度の大規模な構造は形成されるのですが、それ以下の構造が形成されなくなってしまうからです。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

 なるほど!とうかつには言えませんが、だいたいの理論の輪郭は掴めたと思います。相手が「ダークマター」だけに観測はむずかしいのでしょう。それにどうしても「理論」が先行してしまうのは仕方がないのかもしれませんね。いただいたヒントを手がかりに、これから私なりに深めていきたいと思います。ご回答ありがとうございした。

お礼日時:2002/03/23 07:59

 ニュートリノについての補足です。


 chukanshiさんの述べておられるように,ニュートリノは確かにダークマターの候補ではありますが,これがダークマターの主要素とはなり得ない,という理論があります。
 岩波書店の「科学 2001年8月号」で,宇宙論の特集を組んでいますが,その中で,暗黒物質に関する論文によれば,
(頁1052-1058)

○宇宙の暗黒物質を説明するには,ニュートリノ質量とし
 て約8eV必要である。
○神岡をはじめとする実験で,ニュートリノに質量がある
 ことは確認された(ニュートリノ振動の観測)。
 ただし,ニュートリノ振動実験でわかるのは,質量の
 自乗差である。
○ニュートリノの質量が,(電子ニュートリノ)<
 (ミュー・ニュートリノ)<(タウ・ニュートリノ)と
 すれば,大気ニュートリノ実験から一番重いと考えられ
 るタウ・ニュートリノの質量でも0.05eV程度である。

 したがって,ニュートリノが暗黒物質として宇宙の密度を担うには,全く足りない,というものです。

 では他にどんな候補があるかというと,一つは「超対称性粒子」,もう一つは「アクシオン」と呼ばれる粒子が現在のところ有力視されているようです(詳細は省略)。
 また,「Qボール」などというのも考えられているそうです。


<管理者さまへ>
上記引用が著作権に抵触するようであれば,掲載いただかなくてもけっこうです。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

 ご回答ありがとうございます。この分野の一番の問題は論理や技術の産業分野へのスピンアウトがきわめて少なく、必要な予算がなかなかつきにくいことのようです。いろんな場でこういう話題に皆が興味を示せば、多少は好転するかもしれませんね。ご紹介いただいた本はバックナンバーが手に入れば是非読んでみたいと思います。

お礼日時:2002/03/23 07:50

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qダークエネルギーとダークマター

ダークエネルギー73%、ダークマター23%、バリオン(一般の物質)4%、宇宙年齢は137億歳と判明し、宇宙は永遠に膨張するようですが。

1.ダークエネルギーの正体は、何だとお考えでしょうか?一説にはかつてアインシュタインが撤回した「宇宙定数」とか「真空のエネルギー」と言われていますが、具体的にはなんでしょうか?

2.ダークマターの正体は何でしょうか?ニュートリノは軽くて候補から外れたようですね?最近ダークマターが発見されたとか?どうもよく分かりません。

3.永遠の宇宙膨張は、今後否定されることはありますか?

Aベストアンサー

全て説明するのは文字数の関係上不可能なので、取っ掛かりだけ。
あとは気になれば自分で勉強してください。

>具体的に矛盾する結果とは、なんでしょうか?
ダークエネルギーは(に限らず全てのエネルギーに対して)その性質を状態方程式w(すなわち圧力/密度)でパラメトライズできます。
真空のエネルギーの場合w=-1(これの意味を考えると面白い)となりますが、宇宙マイクロ波背景放射、超新星爆発、弱重力レンズ、銀河分布、などの宇宙論的観測事実はw=-1とは若干ずれた値を示唆しています。

>スカラー場とは何ですか?調べたのですが良く分かりませんでした。まだ実際には発見されていないのでは?
何でもいいです。スカラー量を持つものの場です。
この辺の話はあくまで数学的な記述であることを覚えておいて下さい。仰る通り、このような反重力的な作用をする”実際のスカラー場”というものが何なのかはわかっていません。

>重力法則の変更とは、どういう意味でしょう。
逆二乗則の破綻のことです。

>非常に質量の大きい天体とは、例えばどういう天体ですか?
MACHOという天体があります。これは直接観測されたわけではなく、背景にある天体のマイクロレンズ効果により質量源がそこにあることがわかったのです。
中心にはブラックホールがあるのではないかといわれています。

>アインシュタイン方程式と宇宙原理は、宇宙進化の源泉なのですか?宇宙膨張が進化に関連してると感じますが。また宇宙膨張はエントロピー増大の法則と矛盾はしませんか?進化=複雑化=階層化と考えていいでしょうか?

一言で進化と言ってしまいましたが、ここでは3の質問に答える意味で、(時空としての)宇宙そのものの進化という意味です。
”源泉”の意味がわかりませんが、宇宙膨張という物理をアインシュタイン方程式と宇宙原理という数学により記述しているのです。
また、第ゼロ近似では共動座標系(宇宙膨張とともに伸びる物差しと思えばよい)においてエントロピーは保存しています。
第ゼロ近似以上の複雑な物理過程を考えれば当然エントロピーは増大していると言えるでしょう。

全て説明するのは文字数の関係上不可能なので、取っ掛かりだけ。
あとは気になれば自分で勉強してください。

>具体的に矛盾する結果とは、なんでしょうか?
ダークエネルギーは(に限らず全てのエネルギーに対して)その性質を状態方程式w(すなわち圧力/密度)でパラメトライズできます。
真空のエネルギーの場合w=-1(これの意味を考えると面白い)となりますが、宇宙マイクロ波背景放射、超新星爆発、弱重力レンズ、銀河分布、などの宇宙論的観測事実はw=-1とは若干ずれた値を示唆しています。

>スカラー場...続きを読む

Qダークエネルギーと宇宙膨張

宇宙膨張は、ダークエネルギーの万有斥力の影響と言われています。
でも、膨張して体積が多くなれば、エネルギー密度は、少なくなる
訳で、宇宙は際限なく加速膨張する事は、無いのではないでしょうか。
いずれバランスが取れて、収縮に向かうと言う事なのでしょうか?

Aベストアンサー

宇宙の真理についてせび探究して頂きたいと思います。
現在では、サイト検索で情報も得られるようになっています。
でも大変でしょうから、私が調べました事をご提示させて頂きます。

宇宙図とは http://www.nao.ac.jp/study/uchuzu/rule.html
どのように宇宙が生まれたのか… 地球のことも書かれています。

宇宙の創造主について http://saveuniverse.com/truth.html
地球外の宇宙人メッセージ

宇宙の真理について http://www.dna-hla.com/
人間として、どう生きるべきかということが書かれています。

Qダークマターが何であるかを問わずに

なぜ、そういうものが 存在するとわかったか、
あるいは そのきっかけは何でしょう。

そういうものが あれば、いろいろな現象が説明しやすいという ことでしょうか

Aベストアンサー

宇宙にはたくさんの銀河が集まっている銀河群や銀河団があります。それらは互いの重力で引き合いながら運動しています。
この運動の速さを観測して宇宙暗黒物質の存在が確認されています。銀河の質量が大きいと重力が大きくなり、その重力とつりあう運動を他の銀河がするには
高速で運動しなければなりません。このような原理で銀河団の銀河の運動を調べると、その銀河団に含まれる物質の質量が明らかになります。こうして求められた
質量は「力学的質量」と呼ばれます。
一方、銀河の明るさから、その銀河にどれだけ星があるかがわかり、そこから銀河の質量を推定できます。このようにして求めた質量は「光学的質量」と呼ばれます。
宇宙暗黒物質問題は、光学的質量に比べて力学的質量がはるかに多いという観測が多数なされて注目されるようになりました。
他にも単独の銀河の回転速度を測って力学的質量を求め、宇宙暗黒物質が多いという結論が多数の銀河で観測されています。
このように、多数の観測で光を吸収も放出もしないけれども重力の源になる、まさにダークマターの存在が確認されているのです。

最近は、宇宙背景輻射や宇宙膨張の精密な観測などによって、宇宙暗黒物質は宇宙の全エネルギーのおよそ1/4であること。その候補はわれわれがまだ知らない素粒子であることが明らかになっています。#2さんが紹介されている「真空のエネルギー」は宇宙暗黒物質とはちょっと違った存在で、宇宙膨張を加速させるために導入されたアインシュタインの宇宙項です。M.Tunerという人がこれを「ダークエネルギー」と呼んだことからそのネーミングが広まりました。

http://www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/index-j.html
これはまさにGalactic rotation curveなどが紹介されていますがかなり専門的です。

http://www.kek.jp/kids/class/cosmos/dark.html
はやさしく紹介してくれていると思います。

宇宙にはたくさんの銀河が集まっている銀河群や銀河団があります。それらは互いの重力で引き合いながら運動しています。
この運動の速さを観測して宇宙暗黒物質の存在が確認されています。銀河の質量が大きいと重力が大きくなり、その重力とつりあう運動を他の銀河がするには
高速で運動しなければなりません。このような原理で銀河団の銀河の運動を調べると、その銀河団に含まれる物質の質量が明らかになります。こうして求められた
質量は「力学的質量」と呼ばれます。
一方、銀河の明るさから、その銀河に...続きを読む

Qヒッグス粒子とダークマター

話題のヒッグス粒子と探査を続けているダークマターの関連について教えて下さい。

Aベストアンサー

ヒッグス粒子は素粒子に質量を与えた存在です。
ダークマターは重力の相互作用はあるが光では観測できず、非常に安定している
というものですね。

ということは、宇宙の初期に、ヒッグス粒子は、通常の物質に質量を与えたと同様
に、光では観測できないX物質にも働きかけて、重力はもっているが光では観測で
きないダークマターができたということになりますね。

でもこれは、ヒッグス粒子が通常の物質に働きかけて質量をもたらしたというのと
基本的なメカニズムはかわりません。ですので関連といってもヒッグス粒子と通常
の物質との関連とおなじものでしょう。

以前、大阪大の細谷裕教授がヒッグス粒子が暗黒物質だという説を唱えられていま
したが、もしそうであればヒッグス粒子は非常に安定しているはずです。だって
暗黒物質は安定いたからこそ銀河の生成におおきな役割を果たしたんですから。

ところが今回のセルンの実験ではヒッグス粒子の崩壊したものをとらえているわけ
ですから、この説は否定されたことになります。もっとも、今回のセルンの実験は
まだ検証が必要でしょうけれどね。

Qダークマターと超新星

Ia超新星からダークマターが観測的に存在する証拠になるそうですが
どうしてそのようなことが言えるのでしょうか。

Aベストアンサー

「超新星爆発とその結果が、ダークマター存在の証拠になる」ことは確かにありそうですね。
以下、⇒のあとにお答えします。

>ダークマターと超新星
>Ia超新星からダークマターが観測的に存在する証拠になるそうですが
>どうしてそのようなことが言えるのでしょうか。

⇒ダークマター(暗黒物質)の候補はいっぱいあります(参考URLを参照されたい)。
そのうちで、超新星がその原因になりうると考えられるものに、「ブラックホール
白色矮星・中性子星、褐色矮星」などがあります。

以下、関連部分を上記参考URLから部分引用しておきます。

*ブラックホール:小規模なブラックホールは超新星爆発のときに生じる。
*白色矮星・中性子星:比較的小質量の恒星が燃え尽きると白色矮星・中性子星になる。
こうした星が自分で出す光が小さい場合、暗黒物質の候補となりうる。
*褐色矮星:恒星誕生の際、核融合が起こるほどのガス質量がなかった場合、明るく
輝かないために観測は困難となる。近年、観測精度の向上によって褐色矮星が観測
されるようになった。

以上、ご回答まで。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9A%97%E9%BB%92%E7%89%A9%E8%B3%AA

「超新星爆発とその結果が、ダークマター存在の証拠になる」ことは確かにありそうですね。
以下、⇒のあとにお答えします。

>ダークマターと超新星
>Ia超新星からダークマターが観測的に存在する証拠になるそうですが
>どうしてそのようなことが言えるのでしょうか。

⇒ダークマター(暗黒物質)の候補はいっぱいあります(参考URLを参照されたい)。
そのうちで、超新星がその原因になりうると考えられるものに、「ブラックホール
白色矮星・中性子星、褐色矮星」などがあります。

以下、関連部分を上記参...続きを読む


人気Q&Aランキング

おすすめ情報