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ダークマター

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1: 2018/12/19(水) 18:25:51.17 ID:CAP_USER
私たちの宇宙を満たしていると考えられている「ダークマター」が皮膚がんに関係しているとする学説が、今年の初めに学術誌に掲載された。この異端の学説に対して科学的な態度で検証し、つじつまが合わないことを示した新たな研究からは、科学のあるべき姿が見えてくる。

■銀河のスケールで強い重力を及ぼす不可視の奇妙な物質、いわゆるダークマターが私たちの宇宙を満たしていると多くの宇宙論研究者は考えている。ダークマターの重力のおかげで銀河が回転してもばらばらに引き裂かれることはないというのだ。

だが、ダークマターは他の効果も与えるはずだ。たとえば、地球はダークマターの広大な海を泳いでいるに違いない。そして時々、ダークマターの塊が目に見える物質に衝突し、たとえば振動によってわずかに温度が上がるというような兆候を観測できるはずだ。

物理学者は何十億ドルも投じてこうした効果を検出しようと競い合っている。この競争の勝者、つまりダークマターの発見者は、一握りの科学者だけが浴することのできる科学上の名声と富を勝ち取ることになる。

ダークマターの研究が盛り上がるに伴い、ダークマターが及ぼす可能性のある効果について考える科学者も出てきた。2018年の初め、コンスタンティン・ジウタス(ギリシャ、パトラス大学)とエドワード・バラチョービク(ニューヨーク州立大学オールバニ校)は、ある学説を学会誌「バイオフィジカル・リサーチ・レターズ(Biophysical Research Letters)」に発表した。

2人は1973年から2011年までの米国の皮膚がん発生率を研究し、1年周期とこれより短い88日周期の、原因不明の周期性があることを見い出した。つまり、皮膚がんと診断される率は、1年周期と88日周期のサイクルで規則的に変動するのだ。何とも奇妙な発見だ。

だがもっと奇妙なのは、ジウタスとバラチョービクがこれを説明するために提唱した考えだ。彼らの説によると、ダークマターがDNAに衝突して損傷させることで皮膚がんを起こすというのだ。太陽と惑星がダークマターの中を通るとき、ダークマターを収束させる可能性があり、ダークマターの収束した流れの中を地球が通過するとき、皮膚がんの率が上昇するというのである。

この説の根拠として挙げられたのは、観測された2つの周期が地球と水星の公転周期とそれぞれぴったり一致し、すべてのつじつまが合うというものだ。

もちろん、途方もない主張であり、これに相応しい途方もない証拠が必要だ。

スペイン領カナリア諸島のカナリア天体物理研究所のヘクター・ソーカス=ナバロは、この説に批判的な眼差しを向ける。その手厳しい結論によると、実験的証拠や既知の科学と一致しないという。ソーカス=ナバロによる分析は、実際の科学プロセスを覗き見るための興味深く重要なプリズムを私たちに提供してくれる。以下に紹介しよう。

続きはソースで

https://www.technologyreview.jp/s/116812/does-dark-matter-really-cause-skin-cancer-have-a-guess/
ダウンロード (1)


引用元: 【医学】ダークマターが皮膚がんの原因? という異例の学説が発表される[12/19]

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1: 2018/12/07(金) 16:54:54.13 ID:CAP_USER
これまでの宇宙理論では、宇宙に存在する5%のものしか説明することができず、残りの95%は目に見えず正体不明の「ダークマター(暗黒物質)」「ダークエネルギー(暗黒エネルギー)」であるとされています。新たな研究で、この2つは「Dark fluid(暗黒流体)」というものの一部であり、「暗黒流体が『負の質量』を持ち、かつ負の質量が連続的に作り出されている」と考えることで多くの「謎」が説明できるとする論文が発表されました。

[1712.07962] A Unifying Theory of Dark Energy and Dark Matter: Negative Masses and Matter Creation within a Modified ΛCDM Framework
https://arxiv.org/abs/1712.07962

Bizarre 'dark fluid' with negative mass could dominate the universe – what my research suggests
https://theconversation.com/bizarre-dark-fluid-with-negative-mass-could-dominate-the-universe-what-my-research-suggests-107922

ダークマター、ダークエネルギーが何なのかは結論づけられていませんが、重力との関係からその推論が行われています。ダークマターは人間が知覚できるものに影響を及ぼす重力のようなものを持ち、ダークエネルギーは宇宙を加速度的に拡張させる斥力を持ちます。これまでの研究では、両者は異なる現象として扱われることがほとんどでしたが、オックスフォード大学の天体物理学者であるジェイミー・ファーンズ氏は新たな研究で、この2つの現象が負の質量を持つ「暗黒流体」というコンセプトの一部である可能性を示しています。

負の質量は、「負の重力を持つ物体」に関する仮説です。負の重力を持つ物体は、私たちが日常生活で経験する「正の重力」を持つ物体とは逆の動きを示します。例えば、私たちが負の重力を持つ物体を押すと、物体は私たちに近づいてくるという、直観に反した現象が起こるのです。

負の質量という考え自体は新しい宇宙論ではありません。通常の物体と同様に、負の質量を持った粒子は宇宙の拡大と共に広がっていくと考えられています。基本的に粒子が広がるにつれ、粒子が持つ斥力は小さくなるはずなのですが、これまでの数多くの研究では宇宙が広がっても斥力が弱まらないということが示されていました。新しく発表された暗黒流体の研究結果は、この一見矛盾する現象について説明するものとなります。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181206-dark-fluid-universe/
ダウンロード


引用元: 【宇宙】ダークマターやダークエネルギーは「負の質量」を持つ「Dark fluid(暗黒流体)」の一部だとする論文が発表される[12/06]

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1: 2018/12/05(水) 00:49:09.68 ID:CAP_USER
 国家的プロジェクトというと、東京オリンピックや大阪万博ばかりが注目されがちだが、実は岩手県で、それらを凌ぐスケールの超巨大プロジェクトが持ち上がっているのを、ご存じだろうか。

 岩手・北上山地の地下100メートルに、全長20キロに及ぶ直線状の「加速器」を建設。全世界から膨大な数の科学者たちが集い、ヒッグス粒子や、宇宙を構成するダークマター(暗黒物質)などを解明しようという「国際リニアコライダー」(International Linear Collider 以下、ILC)計画があるのだ。

 「ちょっと、何言ってるのか分からない」という人のために簡単に説明をすると、「加速器」とは、原子よりも小さな「素粒子」を光の速さで正面衝突させる研究施設(ILCの場合は電子と陽電子を衝突させる)のこと。人も地球も宇宙もすべては素粒子からできているので、ここの謎を解くことで、宇宙の成り立ちはもちろん、まだ解明されていない物資、現象などこの世界のさまざまな謎に光を当てられる、というわけなのだ。

 この素粒子については、『アイアンマン』『アントマン』というマーベル映画や、『エヴァンゲリオン』などのSFアニメにもちょこちょこ登場するので、ファンの方ならば聞いたことがあるのではないだろうか。ちなみに、世界中で興行記録を塗り替えた大ヒット作『アベンジャーズ/インフィニティ・ウォー』の続編が来春公開されるが、そこでも素粒子が物語の重要なカギを握るとされている。

 そんな幼稚な話は興味ゼロだね、という人でも、スイスのジュネーブにある「CERN」(欧州原子核研究機構)の名は聞いたことがあるだろう。

 世界中の研究者が情報にアクセスできることを目的としたWWW(ワールドワイドウェブ)が考案されたことから、「インターネット発祥の地」として有名なこの施設にも円形の加速器があって、「ブラックホール発生装置だ!」「研究を進めると宇宙が崩壊する」なんて『月刊ムー』のような超自然科学系サイトでもちょこちょこ取り上げられているので、一度や二度は耳にしたことがあるはずだ。

そんな世界的な研究所を上回る施設を日本に造ろうじゃないの、というのがILC計画だ。

 「なぜわざわざ日本で?」と首をかしげる方も多いかもしれないが、推進している方たちのお話を聞いてみると、いくつか大きな理由が見えてくる。

 まず、日本は、中間子理論を提唱した湯川秀樹から、近年のニュートリノ天文学の小柴昌俊氏、6つ以上のクォークが存在を予測した益川敏英氏、小林誠氏まで、多くのノーベル物理学賞受賞者を生むなど、世界の素粒子物理学をリードしてきた。また、加速器に関する技術も世界一と評され、茨城県つくば市にあるKEKB加速器は現時点で世界でも最も密度の高い電子ビームをつくることができる。

 そんな“素粒子研究先進国”である日本の競争力をILCでさらに確固たるものにしようというのが、まず1つなのだ。

そして、もう1つ重要なのが、経済効果だ。

 世界中から優秀な頭脳が集結してくるわけなのだから、経済効果を期待する声が出るのは当然だ。事実、CERN周辺には世界中の科学者が家族を連れて定住したことで、消費や観光など地域振興が成功している。しかも、ILCが優れているのは、その効果が続く「期間」だ。どんなに「頑張れ、ニッポン!」「万博で大阪を元気に!」と叫んだどころで、五輪や万博というイベントは数週間から半年ほどで閉店ガラガラとなって、後には莫大な維持費がかかる「負の遺産」が残ってしまう。事実、東京五輪で新たに建設されている競技施設も既に大赤字が試算されている。

 が、ILCは違う。世界中からさまざまな研究者が訪れ、入れ替わり立ち替わり30年近く研究が続けられるという。設立から60年を経たCERNが活況していることや、素粒子物理研究の性格からしても、極めて息の長い研究施設になる見込みなのだ。

 そのような意味では、ILC計画とは、日本の東北で「科学のオリンピック」を30年間ぶっ続けで開催をするようなものと言っていいかもしれない。

http://image.itmedia.co.jp/business/articles/1811/20/yd_kubota1.jpg
http://image.itmedia.co.jp/business/articles/1811/20/yd_kubota2.jpg
http://image.itmedia.co.jp/business/articles/1811/20/yd_kubota3.jpg

続きはソースで

ITmedia ビジネスオンライン
http://www.itmedia.co.jp/business/articles/1811/20/news057.html
ダウンロード (1)


引用元: 【宇宙開発】加速器、国際リニアコライダー、「宇宙の謎に迫る国家プロジェクト」に、日本学術会議が猛反発のワケ

加速器、国際リニアコライダー、「宇宙の謎に迫る国家プロジェクト」に、日本学術会議が猛反発のワケの続きを読む

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1: 2018/10/10(水) 16:33:54.91 ID:CAP_USER
遠方の超新星のデータを分析した結果、ダークマターの正体がブラックホールだったとしてもその割合はせいぜい40%程度にしかならず、ダークマターの大部分がブラックホールからなる可能性は低いことがわかった。

【2018年10月9日 カリフォルニア大学バークレー校】

ダークマター(暗黒物質)は天文学で最も厄介な難問の一つだ。宇宙にある物質の84.5%がダークマターであることはわかっているが、その正体となる物質を検出した者はいない。

ダークマターの候補として挙がっている物質は、「アクシオン」のような非常に軽い粒子から「MACHO」(銀河ハローに存在するかもしれない大質量でコンパクトな天体)まで、質量の範囲で90桁にもおよぶ。MACHOの一例としては、宇宙誕生の直後に作られ、太陽の数十倍から数百倍の質量を持つとされる「原始ブラックホール」も含まれる。

理論家の中には、ダークマターは複数の粒子や天体からなるという説を唱える人もいる。しかし、互いに無関係の成分がダークマターの中にいくつもあるとすると、それぞれについて起源の説明が必要となり、モデルが非常に複雑になってしまう。

「ダークマターが、非常に重いブラックホールと非常に軽いブラックホールの2種類からなる、またはブラックホールと未知の粒子からなると考えることもできます。しかしそうすると、片方の成分はもう片方の成分に比べて1個あたりでは何桁も質量が大きいことになり、にもかかわらずトータルの質量では同じくらい存在しなくてはなりません。天体から顕微鏡レベルのものまで、あるいは宇宙で最も軽い粒子まで考えられるので、非常に説明が難しくなります」(米・バークレー宇宙論物理学センター Miguel Zumalacárreguiさん)。

バークレー宇宙論物理学センターのZumalacárreguiさんとUroš Seljakさんは、遠くにある天体から来た光が地球に届く途中で何らかの重力源に曲げられて増光する「重力レンズ効果」に着目した。ブラックホールやMACHOがもし宇宙にたくさんあれば、遠方で起こったIa型超新星の光にこうした重力レンズが影響を与えるはずだ。Ia型超新星は爆発後の最大光度がどれも同じになるため、宇宙の距離を測る標準光源として使われている。

Zumalacárreguiさんは「Joint Lightcurve Analysis」と「Union 2.1」という2通りの超新星カタログを使い、前者では580個、後者では740個の超新星について、明るさと距離の統計解析を行った。彼らは、もしダークマターの正体がブラックホールやMACHOなら、超新星の増光・減光のタイプから予測される明るさよりも0.1〜1%ほど明るく見えるものが8個は存在するはずだと推定したが、解析の結果、実際にはそうした超新星は一つも見つからなかった。

この結果からZumalacárreguiさんたちは、原始ブラックホールやMACHOは、仮に存在するとしても宇宙のダークマターのたかだか約40%を占めるにすぎないと結論した。さらに、「Pantheonカタログ」と呼ばれる別の超新星カタログで1048個の明るい超新星を用いた最新の解析では、より厳しい23%という上限値が得られている。

■手前のブラックホール(中央)によって超新星(左下)とその母銀河の像が重力レンズ効果で歪められ、実際より明るく見えるようすを表したイラスト
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/10/14042_lens.jpg
■超新星と観測者の間にブラックホールがあると、その重力によって超新星からの光の経路が曲げられ、光を増光するレンズの役割を果たす
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/10/14043_supernova.jpg

〈参照〉
UC Berkeley:Black holes ruled out as universe’s missing dark matter
http://news.berkeley.edu/2018/10/02/black-holes-ruled-out-as-universes-missing-dark-matter/
Physical Review Letters:Limits on Stellar-Mass Compact Objects as Dark Matter from Gravitational Lensing of Type Ia Supernovae 論文
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.141101

http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10214_darkmatter


続きはソースで
images


引用元: 【宇宙】ダークマターの正体はブラックホールではなさそう 遠方の超新星のデータを分析した結果[10/09]

ダークマターの正体はブラックホールではなさそう 遠方の超新星のデータを分析した結果の続きを読む

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1: 2018/09/27(木) 11:44:30.74 ID:CAP_USER
東京大学 国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU)ならびに、東京大学、国立天文台、米国プリンストン大学、台湾中央研究院天文及天文物理研究所(ASIAA)などで構成される国際研究チームは、すばる望遠鏡に搭載された超広視野主焦点カメラ HSC(ハイパー・シュプリーム・カム)の観測データから、ダークマターがどこまで銀河などの宇宙の構造を作ったかを決める宇宙の基本定数を、世界最高級の精度で測定することに成功したと発表した。

同成果は、Kavli IPMUの日影千秋 特任助教、同 大栗真宗 助教、同 高田昌広 教授(主任研究員)、国立天文台の浜名崇 助教、インド天文学天体物理学大学連携センターのSurhud More 准教授(Kavli IPMU客員科学研究員)、カーネギーメロン大学のRachel Mandelbaum教授らによるもの。研究成果は9月26日付でプレプリントサーバ「arXiv」に掲載され、今後、「日本天文学会欧文研究報告(Publication of Astronomical Society of Japan:PASJ)」に投稿され、専門家による査読が行われる予定。

宇宙のダークマターの空間分布を高精度で復元
宇宙の全エネルギーの約95%を占めるといわれるダーク成分。それを構成するダークマターやダークエネルギーの正体は依然としてよく分かっておらず、その解明に向けて、世界中でさまざまな観測が行なわれている。

今回、研究チームがすばる望遠鏡を用いて行なった研究もそうしたものの1つで、重力レンズ効果によって生じる観測対象の銀河の歪みの効果を測定することで、宇宙のダークマターの空間分布の解明を目的として行なわれた。

具体的には、2016年4月までにHSCで観測された、プロジェクト全体の約11%に相当するデータの解析を実施。研究チームが、「宇宙の国勢調査」と称したこの作業では、銀河の大小に関わらず、手前のダークマターにより、必ず重力レンズの影響を受けている(弱い重力レンズ歪み効果)ということを踏まえ、小さな銀河の形状も定量化するなど、約2年間にわたって、宇宙の膨張なども考慮しつつ、約1000万個以上の銀河の形状をカタログ化。この結果、高精度な3次元のダークマター地図を作成することに成功したほか、この地図の断面を宇宙の進化と照らし合わせることで、各時代におけるダークマターの分布や量などが判明したという。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180926-697651/images/006.jpg

■HSCのデータを元にした銀河カタログから、重力レンズ効果を測定し、各年代ごとに復元を行ったダークマターの地図。青色の濃淡がダークマターの分布を表している
https://news.mynavi.jp/article/20180926-697651/images/001.jpg

■動画
HSCmassmap video https://youtu.be/c93XJ0ae6ME


https://news.mynavi.jp/article/20180926-697651/images/002.jpg
https://news.mynavi.jp/article/20180926-697651/images/004.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180926-697651/
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引用元: 【宇宙】宇宙は今後少なくとも1400億年は生きながらえる - Kavli IPMUなど[09/26]

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1: 2018/09/25(火) 11:50:55.58 ID:CAP_USER
宇宙にはまだまだ解き明かされていない謎が多く、その最たる例が人間の目には見えないダークマターであるといえます。しかしその一方で、人間の「目に見えている物質」に関しても人類が把握できているのは全体の6割程度で、残りの4割は謎とされてきました。今回新たに導入された新しいアプローチにより、その残りの4割の存在が確認されるに至っています。

The Last of the Universe’s Ordinary Matter Has Been Found | Quanta Magazine
https://www.quantamagazine.org/the-last-of-the-universes-ordinary-matter-has-been-found-20180910/

宇宙関連の話題で必ず耳にするといってよいダークマターは、現代の人類が持つ観測方法では見つけることができない物質であるとされています。宇宙全体の構成を考えたとき、計算上は人類が観測できている物質、すなわち「原子」は宇宙全体のわずか4.9%であり、残りのダークマター(26.8%)とダークエネルギー(68.3%)についてはまだほとんど手がかりが得られていない状態です。

人類が観測できる原子を総称してバリオンと呼ばれますが、このバリオンについても、実際に観測できているのは全体の6割であり、残りの4割はこれまでどこに存在しているのか確認されていませんでした。これは「消えたバリオン問題」とされてきた問題で、人類は宇宙を構成している要素のうち、およそ3%ほどしかその実態を理解できていなかったことになります。

この見えていない「ダークバリオン」についての研究が進められてきたのですが、ついにその姿らしきものが確認されました。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180925-last-universe-ordinary-matter-found/
ダウンロード (3)


引用元: 【宇宙物理学】宇宙の謎「消えたバリオン」問題が新たな観測手法によって解明へ[09/25]

宇宙の謎「消えたバリオン」問題が新たな観測手法によって解明への続きを読む
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