宇宙に穴はあるのか？

2007 年 8 月、ミネソタ大学の科学者は驚くべき発見を天体物理学ジャーナルに発表しました。彼らは、宇宙には穴があると主張しました。その穴は、科学者がこれまでに見たものや予想したものよりもはるかに大きいものでした。この「穴」はほぼ 10 億光年に及び、地球から 60 億光年から 100 億光年離れたエリダヌス座にあります [出典: ]。 (参考までに、1 光年は約 6 兆マイルに相当します。)

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宇宙のこの広大な領域はなぜ穴になっているのでしょうか?この地域には宇宙物質の兆候がほとんど見られません。つまり、星、惑星、太陽系、または宇宙塵の雲が存在しないことを意味します。研究者たちは、目に見えないものの重力によって測定可能な暗黒物質を見つけることさえできませんでした。かつてこの地域に存在していた物質を飲み込んだ可能性のあるブラックホールの兆候も見られなかった。

この穴は、科学者らが宇宙を生み出したと信じているビッグバンから放出された放射線の拡散を研究するNASAのプログラムによって最初に検出された。次に、目に見える空の大部分を研究するために NRAO VLA Sky Survey プロジェクトで使用される Very Large Array (VLA)望遠鏡から集められた情報を使用してさらに調査されました。

ある研究者は、コンピューターシミュレーションや過去の研究に反して、この発見は「普通ではない」と述べた[出典: ]。ボイドとしても知られるこのような穴は以前にも発見されていますが、今回の発見は群を抜いて最大のものです。他の空洞のサイズはこの空洞の約 1/1000 ですが、科学者たちはかつて 200 万光年ほど離れたところ、つまり宇宙で言えばほぼ通りの先にある空洞を観察しました [出典: CNN.com]。

天文学者のブレント・タリー氏はAP通信に対し、銀河の空洞が発達する可能性は高いが、これは高質量の宇宙領域がそれほど質量のない領域から物質を引き寄せるためであると語った[出典: CNN.com]。何十億年にもわたって、ある地域は近隣の巨大な地域によってその質量のほとんどを失う可能性があります。この巨大な空洞の場合、さらなる研究により、その領域に何らかの物質が発見される可能性がありますが、それでも、宇宙の「通常の」部分で見つかるものよりもはるかに少ないでしょう。

先ほど、この空洞はビッグバンから生じる放射線を調査する NASA プログラムを通じて初めて発見されたと述べました。次のページでは、そのプログラムと、科学者が今回のような発見をするために、宇宙の歴史をはるかに遡って、ほぼその始まりに至るまでどのように遡れるのかを詳しく見ていきます。

ダークエネルギーと宇宙の地図作成

2001 年 6 月 30 日、NASA はウィルキンソン マイクロ波異方性プローブ (WMAP) を打ち上げました。この衛星は、それ以来宇宙マイクロ波背景放射 (CMB)放射のマッピングに使用されてきました。 CMB 放射線は数十億年前から存在し、科学者が電波の形で検出したビッグバンの副産物です。 CMB 放射線は、宇宙の初期の歴史についての洞察をもたらし、数十万年も前の宇宙の様子を示します。そして、CMB 放射線の広がりを調べることで、科学者はビッグバン以来宇宙がどのように発展してきたのか、そして宇宙がどのように発展し続けるのか、さらには終わりを迎えるのかを知ることができます。

この巨大な銀河空間は、ミネソタ大学の研究者によってさらに研究されるまで、 NASA の科学者がこの領域の温度を周囲よりも低く測定したため、「WMAP コールド スポット」として知られていました。温度差は数百万分の1度に過ぎませんでしたが、宇宙のその部分で何かが大きく異なっていることを示すには十分でした。

銀河のボイドが冷たく見える理由を理解するには、暗黒エネルギーの役割を考慮することが重要です。暗黒物質と同様に、暗黒エネルギーは既知の宇宙全体に蔓延しています。しかし、暗黒エネルギーが不足している領域では、物体が近づくと、光子（ビッグバンから発生）が物体からエネルギーを受け取ります。それらが遠ざかると、それらの物体の重力がそのエネルギーを取り戻します。その結果、エネルギーに正味の変化は生じません。

ダークエネルギーが存在する領域では、動作が異なります。光子が暗黒エネルギーを含む空間を通過すると、暗黒エネルギーが光子にエネルギーを与えます。その結果、多くの光子と暗黒エネルギーを持つ領域は、よりエネルギーがあり、より熱くなってスキャン上に表示されます。光子は、暗黒エネルギーの欠如した銀河の虚空を通過すると、エネルギーの一部を失います。それらの地域はさらに低温の放射線を放出します。 WMAP コールド スポットのような、物質や暗黒エネルギーがほとんど存在しない巨大な空洞は、放射温度の大幅な低下を引き起こします。

暗黒物質と暗黒エネルギーはどちらも科学者にとって依然として謎に満ちています。これらの物質と、さまざまな宇宙過程におけるそれらの役割を調査するために、多くの科学研究が進行中です。暗黒エネルギーは暗黒物質よりもさらに理解されていないかもしれませんが、特に最近の宇宙史において、暗黒エネルギーが宇宙の成長を加速する上で重要な役割を果たしていることを科学者は知っています。また、暗黒エネルギーを通過する光子によって、さまざまな温度が生じるようなエネルギー変化が可能になり、それが CMB マップで表されることもわかっています。これらの温度変動を調べることで、科学者は宇宙がどのように成長し発展しているかを知ることができます。そして、暗黒エネルギーが宇宙で最も一般的な種類のエネルギーであることを考慮すると、今後何年にもわたって宇宙論研究において重要な役割を果たし続けるはずです。

ボイド、ダーク エネルギー、および関連トピックの詳細については、次のページのリンクをご確認ください。

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