暗黒物質/暗黒エネルギーが存在することをどのようにして知ることができますか?


15

暗黒物質と暗黒エネルギーが存在する理由の背後にある理論を私はまったく理解したことがありません。私たちが計算するよりも重力が強いことと関係があることを知っています。

回答:


17

MBRの答えへの追加:

実際、暗黒物質と暗黒エネルギーが存在することはわかりませんが、間接的な手がかりがあります。しばしば、暗黒物質と暗黒エネルギーは、プロの天文学者によるものを含め、宇宙論の主要な問題の2つであるという主張を目にしますが、これは認識論的な誤解です。仮説を問題と呼ぶことはできません。

現在、いくつかの観測異常があります(T. Kuhnによって定義されています):すなわち、銀河の回転曲線、超新星の光度、CMBのパワースペクトル...(およびGの測定や検出の難しさなどの追加事項)直接重力波)。

科学の歴史によると、これらの異常を解決する方法は3つあります。

  • オントロジー的アプローチ(暗黒物質と暗黒エネルギー)
  • 立法アプローチ(一般相対性理論の拡張)
  • パラダイム的アプローチ(不均一な宇宙)

暗黒物質と暗黒エネルギーは、非常にうまく機能すると思われる2つのオントロジーアプローチです。2つの単純なコンポーネントを追加することで、広範囲の観測に適合できます。これが、天文学者が彼らを好む理由です。彼らのモデル化は比較的簡単で、すべてをうまく適合させることができます。しかし、現時点ではその性質はわかりません。

WMAP(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)とPlanck space observatoryを使用して精密宇宙論の時代に入ったと言う人もいますが、これは暗黒物質/暗黒エネルギーのアプローチのパラダイムが正しい場合にのみ当てはまります。これが当てはまらない場合、現在、測定するものを正しく解釈していませんが、最終的には、より正確な測定により、現在の宇宙の異常をよりよく見ることができます。

したがって、暗黒物質と暗黒エネルギーは、いくつかの基本的な問題に対する2つのエレガントでミニマリストのアプローチです。これは宇宙論の非常にホットなトピックですが、ある日、私たちの現在のパラダイムが間違っていたために問題があっただけであることに気付くかもしれません。


精密宇宙論とは、単に現象をより高い精度で測定していることを意味します。電子レンジのバックグラウンドの場合、約100,000分の1です。他の多くの宇宙論的パラメーターの中でも、宇宙の成分を測定する精度は、(暗黒物質と暗黒エネルギーについて想定していることに関係なく)それほど良くありません。
アストロマックス

10

暗黒物質と暗黒エネルギーは異なるものであり、異なる観測を説明しています。

暗黒物質

暗黒物質は、とりわけ、銀河の回転曲線を説明するために必要です。これらの回転曲線は大きな半径で減少すると予想できます(銀河のケプラー回転を予想する必要があるため)。また、そうではなく、回転曲線は平坦で、そのような回転を維持するための銀河の「隠れた質量」を説明しますパターン、それは暗黒物質です。暗黒物質は、いくつかの銀河団の特性とCMBの変動も考慮しています。

ダークエネルギー

宇宙の加速的な膨張を説明するには、暗黒エネルギーが必要です。この膨張は、主に「標準キャンドル」であるタイプIaの超新星(熱核核超新星、白色acc星の物質の付着とチャンドラセカール質量への到達の結果)を使用して測定されました。これらの天体の絶対的な大きさはよく知られていると考えられているので、宇宙でそれらを観測すれば、赤方偏移からの距離を簡単に推測できます。これらの観測は、宇宙の膨張の加速を示しています(膨張とは、2つの遠方の銀河間の相対距離が増加していることを意味し、局所宇宙の距離は影響を受けません)。この加速を説明するには、宇宙に均一に分布するエネルギー、つまり暗黒エネルギーが必要です。

混同しないでください:

暗黒エネルギーは暗黒エネルギーが宇宙に均一に分布しているので、暗黒エネルギーと暗黒物質は互いに間違えられませんが、暗黒物質はある程度の分布に従います(一般に、物質と共に多かれ少なかれ分布します)。

最後の言葉:

最後に、「暗黒物質」と「暗黒エネルギー」は、物理学の標準法則では説明できない、これらの観察に関する無知を特徴付ける言葉です。だからこそ、これらのテーマについては、これらの暗いものをよりよく特徴付けようとし、それらが何であるかを理解しようとするために、非常に激しい仕事が行われるのです。


4

ダークエネルギー/物質に関するもう1つのこと:

宇宙の2つのオブジェクトの膨張を時間の経過とともにグラフ化すると、その起源からベルカーブが存在するため、人々は暗黒エネルギーが存在するというかなり良い考えを持っています。基本的に、宇宙の膨張の速度は遅くなるよりも速く始まり、最近(または少なくとも比較的)膨張が再び加速しました。これは、宇宙が始まったとき、それが急速に拡大し、この勢いが弱まり始めたとき、重力が物事を一緒に引き戻し始めたことを意味します。ただし、最近の膨張の加速を説明するには、時間の経過とともに強度が増加し、膨張の加速を引き起こすことができる力が必要です(これはすべて、太陽系や銀河のような領域で、銀河間で発生し、重力は影響を受けるほど強い)。宇宙が膨張するにつれて、暗黒エネルギーは均一に増加して、新しい空間を占有します。これは、暗黒エネルギーが増加し、膨張が加速することを意味します。

私たちは、赤方偏移のために宇宙が拡大していることを知っています。基本的に、光が宇宙を通過すると、宇宙は拡大します。十分な距離を超えると、光は明らかにエネルギーを失い、紫の光が赤に向かって落ちます(そのため、赤方偏移という名前になります)。これは、膨張する宇宙から見ると、光がエネルギーを失っているように見えるためです。実際には、空間が拡大するにつれてさらに移動する必要があります。

暗黒物質に関しては、要するに、重力を持っているものがあり、それ以外では検出できないものがあることを知っています。暗黒物質は、暗黒エネルギーとは異なり、均一ではありません。それは銀河の形成のような鎖に対応する形成のような鎖を形成します。

弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.