理系にゅーす

理系に関する情報を発信! 理系とあるものの文系理系関係なく気になったものを紹介します!

スポンサーリンク

宇宙マイクロ波背景放射

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2019/02/25(月) 15:03:32.65 ID:CAP_USER
はるか遠い宇宙の、さらに一番遠いところについて。

月面着陸や火星旅行...「いつか宇宙に行ってみたい!」という想いは、誰もが一度は抱いたことがあるのでは? なかには「いままで誰にも打ち明けたことがないけれど、じつは宇宙の果てのことも気になっていたんだ...」なんて人もいるかもしれません。

今回のGiz Asksでは、そもそも“宇宙の端っこ”とはどこなのか、そこには何があるのか、宇宙の果てにたどり着いたらどうなるのか...などなどの素朴な疑問について宇宙論、物理学の専門家に聞いてみました。

キーワードはやはり、ビッグバン。宇宙の果てまで想いを馳せると、気になるのは“観測可能な宇宙”のさらにその先のこと。誰も知らない、見たことがない世界だからこそますます興味深いわけですが、そもそもわたしたちに答えを知る術はあるのか...。宇宙には端っこがあるのかないのか=宇宙は有限なのか無限なのかという大きなテーマにぶつかります。宇宙のはるかか彼方を考えるうえで、時間との関係性も忘れちゃいけません。

■1. 宇宙の果て=観測の限界

カリフォルニア工科大学物理学研究教授 。とりわけ量子力学、重力、宇宙論、統計力学、基礎物理の研究に従事。

私たちの知る限り、宇宙に端はありません。観測できる範囲には限りがあるので、そこがわたしたちにとって“宇宙の果て”になるといえます。

光が進むスピードが有限(毎年1光年) であるため、遠くのものを見るときは時間的にも遡ることになります。そこで見られるのは約140億年前、ビッグバンで残った放射線。宇宙マイクロ波背景放射とよばれるもので、わたしたちを全方向から取り巻いています。でもこれが物理的な"端"というわけではありません。

わたしたちに見える宇宙には限界があり、その向こうに何があるのかはわかっていません。宇宙は大きな規模で見るとかなり普遍ですが、もしかすると文字通り永遠に続くのかもしれません。もしくは(3次元バージョンの)球体か円環になっている可能性もあります。もしこれが正しければ、宇宙全体の大きさが有限であることにはなりますが、それでも円のように始点も終点も端もないことになります。

わたしたちが観測できないところで宇宙は普遍的でなく、場所によって状態が大きく異なる可能性もあります。これがいわゆる多元宇宙論です。実際に確認できるわけではないですが、こうした部分にも関心を広げておくことが重要だといえます。

■2. 宇宙に果てはない

プリンストン大学物理・天体物理科学教授。宇宙の起源と進化など宇宙論の研究に従事。

(上に)同じく、宇宙には果てなるものがないと考えられるでしょう。

各方面に向かって無限に広がっているか、おそらく包み込むかたちになっている可能性が考えられます。いずれにしても、端はないことになります。ドーナッツ表面のように、宇宙全体に端がない可能性があります(が、3次元での話です。ドーナッツ表面に関しては2次元なので。)このことはつまり、どんな方向に向けてロケットを飛ばしても良いことになりますし、長いあいだ彷徨ったあげく元の地点に戻ってくることも可能だということになります。

実際に見える宇宙の範囲として、観測可能な宇宙と呼んでいる部分もあります。その意味では、宇宙の始まりから私たちのもとへ光が届くまでの時間がなかった場所が端になります。もしかするとその向こうはわたしたちの身の回りで見られるものと同じ超銀河団で、無数の星や惑星が浮かぶ巨大な銀河であるかもしれません。
■3. 宇宙の果て=もっとも古い光のなかに見える何か

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校物理・天文学助教授。天体物理学、宇宙論の研究に従事。

宇宙の端をどう定義するかにもよります。光のスピードが有限であるため、宇宙の果てを見つけようとすると時間を遡ることになります。アンドロメダ銀河を見るとき、現在の様子こそわかりませんが、アンドロメダの星が光を放射したのを望遠鏡で観測することができたため、約250万年前に起きていたことはわかります。

わたしたちに見えるもっとも古い光は、もっとも遠いところから届いています。そのため宇宙の果てというのはある意味、わたしたちに届くもっとも古い光のなかに見える何かなのかもしれません。すなわち、ビッグバン後かすかに残存する光、宇宙マイクロ波背景放射です。光子が熱い電離プラズマ内の電子間を飛び交うのをやめて地球に流れはじめたことから最終散乱面とよばれていますが、これこそが宇宙の果てだともいえるでしょう。

いま、宇宙の果てに何があるのか。その答えは、わかりません。何十億年も先の未来まで、光が届くのを待たなくてはならないのです。それに宇宙はますますスピードを上げながら膨張しているので、わたしたちはいまの段階では推測することしかできないのです。広い意味で私たちの宇宙はどこから見ても同じように見えます。おそらくいま観測可能な宇宙の端から宇宙を見ようとすると、わたしたちがここから見ているのとほぼ同じ宇宙の様子が見えるはずです。このため、宇宙の果てから見えるものは単純に、より大きな宇宙、銀河、惑星なのだと推測できます。同じような疑問を抱く生命体だって存在するかもしれませんね。

続きはソースで
ダウンロード (6)


引用元: 【物理学】宇宙の果てには何があるの? 専門家に聞いてみた[02/24]

宇宙の果てには何があるの? 専門家に聞いてみたの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2018/03/02(金) 16:53:55.14 ID:CAP_USER
宇宙望遠鏡科学研究所(STScI)などの研究チームは、NASAのハッブル宇宙望遠鏡による最新の観測データを用いて、宇宙の膨張速度を精密に計算した。その速度は従来予想されていた値よりもかなり速く、既存の宇宙論では説明がつかないものであることがわかってきたという。宇宙膨張を合理的に説明するための新しい物理学理論が要求されている。研究論文は「The Astrophysical Journal」に掲載された。

最新の観測データによる宇宙の膨張速度は、ビッグバン直後の初期宇宙の膨張から予想されていた値を上回っているという。予測値と観測値の不一致を説明するためには何らかの新しい物理学理論が必要になると考えられている。

宇宙の加速膨張に関する研究で2011年にノーベル物理学賞受賞者で今回の研究を主導しているAdam Riess氏(STScIおよびジョンズ・ホプキンズ大学)は「研究者コミュニティーは今、この不一致の意味を理解することに取り組んでいるところだ」とコメントしている。

研究チームは過去6年間、ハッブル宇宙望遠鏡を使って地球からさまざまな銀河までの距離を精査してきた。この測定値は、ハッブル定数(時間の経過とともに宇宙がどれだけの速さで膨張しているかを表す値)の計算に使われる。今回の研究では、分析対象とする天体(ケフェウス型変光星およびIa型超新星)の数が拡大されており、最大でこれまでの10倍という広範囲の天体について調べたという。

欧州宇宙機関(ESA)が運用するプランク衛星による宇宙マイクロ波背景放射(CMB:cosmic microwave background)のデータをもとに、ビッグバン直後(約138億年前の宇宙創成から37万8000年後)の初期宇宙の膨張を観測した先行研究があるが、今回の研究で計算されたハッブル定数は、この初期宇宙の膨張から予想される値を上回っている。2つの値の相違は約9%であり、この値の不一致が偶然の産物である確率は1/5000という低さであるという。

プランク衛星のデータから予想される宇宙の現在のハッブル定数は67km毎秒毎メガパーセクであり、69km毎秒毎メガパーセクよりも速い可能性はないとされてきた。これは1メガパーセク(=3300万光年)離れるごとに毎秒67kmだけ速度が加算され、遠くの宇宙ほど膨張速度が上がるという意味である。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180302-592885/
ダウンロード (1)


引用元: 【宇宙物理】宇宙が予想以上の速さで膨張している! ハッブル定数の最新値は既存理論で説明不可能

宇宙が予想以上の速さで膨張している! ハッブル定数の最新値は既存理論で説明不可能の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2015/11/05(木) 16:58:07.94 ID:???*.net
カリフォルニア工科大学の天文学者ランガ-ラム・チャーリ博士は、欧州宇宙機関のプランク宇宙望遠鏡が収集した宇宙マイクロ波背景放射のデータを調べているときに、奇妙な事実を発見しました。

ダウンロード (2)


博士は、プランク衛星による全天画像から、宇宙マイクロ波背景放射を取り除きました。
次に、星、ガス、塵などの信号をデータから取り除きました。

これらを取り除くと、画像中にはノイズしか残らないはずでしたが、実際には予想の4500倍も明るい輝点が散らばっていたのです。

博士は、宇宙物理学誌に投稿した論文の中で、これらの輝点が、「ビックバン後にわれわれの宇宙が他の並行宇宙と衝突したときの痕跡である可能性がある」と結論しました。

衝突は、138億年前にビックバンが起きてから数十万年が経過したときに起こったと考えられています。
データから、並行宇宙ではバリオンおよび光子の存在比が、われわれの宇宙と比べて10倍程度高かったことが読み取れます。このことは、並行宇宙の物理法則が、われわれの宇宙の物理法則とはまったく異なるものであったことを意味します。

続きはソースで

http://amenama.on.arena.ne.jp/?p=2425

画像
ランガ-ラム・チャーリ博士が並行宇宙衝突の痕跡と考える輝点の散らばり
http://amenama.on.arena.ne.jp/wordpress/wp-content/uploads/2015/11/parallel-universe.jpg

宇宙マイクロ波背景放射
http://amenama.on.arena.ne.jp/wordpress/wp-content/uploads/2015/11/CMB.jpg

欧州宇宙機関が運用するプランク宇宙望遠鏡
http://amenama.on.arena.ne.jp/wordpress/wp-content/uploads/2015/11/Planck_Space_Telescope.jpg



引用元: 【宇宙】ビックバン後、この宇宙は別の並行宇宙と衝突していた? 宇宙マイクロ波背景放射の中に「衝突の痕跡」らしきものを発見★2

ビックバン後、この宇宙は別の並行宇宙と衝突していた? 宇宙マイクロ波背景放射の中に「衝突の痕跡」らしきものを発見の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2015/04/24(金) 00:35:05.23 ID:???.net
掲載日:2015年4月23日
http://www.astroarts.co.jp/news/2015/04/23supervoid/index-j.shtml

 ビッグバンのなごりである宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の全天マップ中に、冷たい大きな領域「コールドスポット(Cold Spot)」が発見されたのは2004年のことだ。初期宇宙には、さまざまな大きさの暖かかったり冷たかったりするスポットの存在が物理的に予測されるが、発見されたのは予想以上に冷たく巨大なものだった。最新の研究によって、そのコールドスポットの存在が説明できるかもしれない。

画像
CMBマップ中に示したエリダヌス座方向にあるコールドスポット(右下の楕円)。コールドスポットと並ぶスーパーボイドの角直径は30度を超える。(提供:ESA Planck Collaboration)
http://www.astroarts.co.jp/news/2015/04/23supervoid/attachments/cmb.jpg

 ハワイ大学マノア校のIstvan Szapudi博士の研究チームはハワイにある「パンスターズ1望遠鏡(PS1)」とNASAの赤外線天文衛星「WISE」の観測データを使って、コールドスポットの方向に銀河密度が異常なほど低い、差し渡し13億光年の巨大な領域「スーパーボイド(Super Void)」を発見した。以前の観測では見つからなかったが、銀河の3次元分布を調べることで、スーパーボイドが約30億光年の距離に位置していることがわかったのだ。

続きはソースで

no title

<参照>
Cold Spot suggests largest structure in Universe: a supervoid 1.3 billion light years across
https://www.ras.org.uk/news-and-press/2616-cold-spot-suggests-largest-structure-in-universe-a-supervoid-1-3-billion-light-years-across

Detection of a supervoid aligned with the cold spot of the cosmic microwave background
http://mnras.oxfordjournals.org/content/450/1/288

引用元: 【天文】差し渡し13億光年、宇宙最大の構造 - パンスターズ1望遠鏡、WISE観測

差し渡し13億光年、宇宙最大の構造 - パンスターズ1望遠鏡、WISE観測の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック Share on Tumblr Clip to Evernote
1: 2015/02/07(土) 14:12:06.04 ID:???*.net
2015年2月6日12時28分

 星々が最初に輝き出したのは、宇宙の誕生から約5・5億年後だったとする最新の研究結果を、欧州宇宙機関(ESA)が5日公表した。これまで考えられていた時期よりも、1億年以上遅いという。

1


 ESAは、宇宙の誕生から約38万年後の光の名残とされ、宇宙のあらゆる方向から飛んでくる電磁波「宇宙マイクロ波背景放射」を、衛星プランクで2009年から観測してきた。
今回、この電磁波を詳細に分析して、時期を導き出した。

 従来の宇宙マイクロ波背景放射の研究では、宇宙誕生から約4億~4・5億年後とみられていた。

 現在の理論では、宇宙は約138億年前の誕生の直後にインフレーションと呼ばれる急膨張が起き、火の玉(ビッグバン)になった。その後、しばらくは光が見えない暗黒時代だったとされる。
最初の星々が輝き始めた時期は、暗黒時代の終わりや星や銀河の進化を探る上で重要な手がかりになる。(小池竜太)

(記事の続きや関連情報はリンク先で)
引用元:朝日新聞デジタル http://www.asahi.com/articles/ASH2634R0H26ULBJ001.html

引用元: 【宇宙】 星の輝き、宇宙誕生の5.5億年後 定説より1億年後に [朝日新聞]

星の輝き、宇宙誕生の5.5億年後 定説より1億年後にの続きを読む
スポンサーリンク

このページのトップヘ