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重力

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1: 2018/05/07(月) 15:03:21.03 ID:CAP_USER
未知の重力源ダークマターの正体が原始ブラックホールである可能性について検討している、ハーバード・スミソニアン天体物理学センター(CfA)は、矮小銀河のハロー領域にある恒星を調査することで、「ダークマター=原始ブラックホール仮説」の妥当性を検証できる可能性があると発表した。

研究論文は、英国王立天文学会誌「王立天文学会月報(MNRAS)」に掲載された。

ダークマターは、宇宙の全質量・エネルギーの27% 程度、エネルギーを除いた全質量の84% 程度を占めているとされる未知の重力源である。
観測可能な天体からの重力だけでは説明がつかないさまざまな天文観測データから、電磁波による観測ではとらえることができない大量の重力源の存在が示唆されている。

ダークマターの正体については、「冷たいダークマター粒子」と呼ばれる未発見のエキゾチック粒子であるとする説などが有力視されているが、他にもさまざまな仮説が立てられている。
今回取り上げる原始ブラックホール説もそのひとつである。

ブラックホールは通常、大質量の恒星がその寿命を終えるときに重力崩壊を起こし、自らの重力によって中心部に向かって限りなく凝縮していくことで発生すると考えられている。
しかし、ブラックホールの中には、誕生後間もない初期の宇宙においてすでに存在していたものもあるとみられており、こうした原始ブラックホールは通常の恒星の進化プロセスの最後にできたとする説明では時間的なつじつまが合わない。

続きはソースで

画像:矮小銀河IC1613
https://news.mynavi.jp/article/20180507-626969/images/001.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180507-626969/
ダウンロード (1)


引用元: 【宇宙】ダークマターの正体が原始ブラックホールである可能性を検証 - ハーバード・スミソニアン天体物理学センター[05/07]

ダークマターの正体が原始ブラックホールである可能性を検証 - ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの続きを読む

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1: 2018/04/16(月) 12:57:26.64 ID:CAP_USER
地上約600km上空の軌道上に浮かぶハッブル宇宙望遠鏡は、大気や天候の影響を受けずに天体観測を可能とする、宇宙に設置された天文台ともいうべき宇宙望遠鏡です。
1990年の打ち上げ以来数多くの発見を成し遂げてきたハッブル宇宙望遠鏡が、宇宙空間で重力が光をねじ曲げることで作られる「アインシュタインリング」という現象をとらえました。

Hubble Finds an Einstein Ring | NASA
https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2018/hubble-finds-an-einstein-ring

Hubble Telescope Discovers a Light-Bending 'Einstein Ring' in Space
https://www.space.com/40255-hubble-telescope-einstein-ring-photo.html

宇宙空間において、重力が天体の発する光をねじ曲げることで光が集まり、通常よりも明るく見える現象を重力レンズといいますが、その中でも集まった光がリング状に見えるものを特に「アインシュタインリング」と呼びます。
アインシュタインリングという名前は、20世紀初頭に相対性理論を発表した理論物理学者アルベルト・アインシュタインの「巨大な質量は空間と時間を歪める」という理論が、重力レンズの存在を予期したものであることに由来します。

SDSS J0146-0929と名づけられた巨大な銀河団は、何百もの銀河が持つ重力によって相互に引っ張り合い、一つの銀河団として結合している状態を保っています。

続きはソースで

関連ソース画像
https://i.gzn.jp/img/2018/04/16/hubble-telescope-discovers-einstein-ring/01_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/04/16/hubble-telescope-discovers-einstein-ring/02_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180416-hubble-telescope-discovers-einstein-ring/
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引用元: 【宇宙/重力レンズ】銀河の重力でねじ曲げられた光が作る「アインシュタインリング」の姿をハッブル宇宙望遠鏡がとらえる[04/16]

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1: 2018/04/02(月) 23:09:46.82 ID:CAP_USER
観測史上初の恒星間天体「オウムアムア」の正体は岩石質の小惑星ではなく、故郷の惑星系で巨大ガス惑星の重力によって破壊された彗星の破片ではないかとする研究が発表された。

【2018年4月2日 NASA】

米・ハワイのパンスターズ1望遠鏡で発見された「オウムアムア」は、太陽系外からやってきた観測史上初の恒星間天体と考えられている。
昨年9月19日に時速約31万5000kmという猛烈な速度で太陽からわずか0.25天文単位(約3700万km)の距離を通過した。
現在は太陽から遠ざかりつつあり、今年5月には木星軌道を越え、そのまま太陽系を脱出する見込みだ。

通常、太陽系の中をオウムアムアほどの高速で移動する天体といえば、太陽系の外縁部からやってきて太陽に向かって落ちてくる彗星が挙げられる。
彗星は、大きさが家一軒ほどから幅数kmくらいまでの氷天体で、太陽に接近すると暖められてガスや塵を放出する。
しかしオウムアムアにはそのような現象が見られなかったため、その正体は乾燥した小惑星だと判断する研究者もいた。

惑星や微惑星、彗星や小惑星などの小天体は、若い恒星を取り巻く「原始惑星系円盤」の中でガス・塵・氷などの物質が集積して作られる。
中心星から遠い場所では氷を材料として彗星が作られる。一方、中心星に近い高温の領域で生まれる小天体は表面に氷の層を持てないため、岩石質の小惑星となる。惑星系の中で小惑星が作られる場所は、彗星が作られる領域よりはかなり小さい。
そのため、仏・ボルドー大学のSean Raymondさんたちの研究チームでは、オウムアムアの正体は岩石質の小惑星ではなく彗星に近いのではないかと考えている。

「惑星系の中心近くで作られる小惑星は中心星との重力的な結びつきが強いため、惑星系の外に放り出されるのは彗星より難しいことになります。
したがって、オウムアムアが小惑星として誕生したとすると、生まれ故郷の惑星系から放り出されることは考えにくいのです」(Raymondさん)。

「惑星形成論に関する理解が正しければ、オウムアムアのように惑星系から放り出される物質は氷天体の方が圧倒的に多いはずです。
もしも、惑星系から放出された天体の観測例で岩石質のものが大半を占めるようであれば、現状の惑星形成モデルには何か間違いがあることになります」(米・メリーランド大学 Thomas Barclayさん)。

続きはソースで

「オウムアムア」の想像図
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2018/03/11423_oumuamua.jpg 
ダウンロード (1)


引用元: 【宇宙】観測史上初の恒星間天体オウムアムアは巨大惑星に破壊された彗星かもしれない[04/02]

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1: 2018/04/14(土) 12:44:23.74 ID:CAP_USER
京都大学(京大)は4月11日、量子ビットの「純粋化量子もつれ(Entanglement of Purification)」と呼ばれる情報量を計算する幾何学的公式を発見したと発表した。

同成果は、京大 基礎物理学研究所の修士課程学生である梅本滉嗣氏と同 高柳匡 教授らの研究グループによるもの。詳細は英国の学術誌「Nature Physics」に掲載された。

ミクロな世界を支配する物理法則は量子論と呼ばれており、また物質のミクロな構造のなかに含まれる情報の基本単位を量子ビットと呼ぶ。そして、重力の理論と量子論を融合して、宇宙の統一理論の構築を目指す分野が超弦理論(超ひも理論)だ。

超弦理論では、D次元の反ドジッター宇宙の重力の物理法則は、D-1次元の物質の物理法則と同じである、つまりゲージ理論と重力理論を統一的に扱うことが可能であるとする「ゲージ・重力対応」という考え方が1997年に発見された結果、現在では、これら2つの物理法則が同じであるという多数の具体的な証拠が示されながらも、このゲージ重力対応の基礎的なメカニズムについては、まだよく分かっていないという。

そうした中、2006年に高柳教授ならびに笠真生 シカゴ大学 准教授(現在)が「笠-高柳公式」とも呼ばれる「ゲージ重力対応における量子もつれエントロピー(Entanglement Entropy)の面積公式」を発見。物質の量子もつれエントロピーの大きさは、反ドジッター宇宙の最小断面積と等しい、つまり、物体Aと物体Bの2つの間に共有される量子ビットの情報量(相関)は、物体に対応する宇宙の最小断面積に等しい、ということを示したことにより、近年では「重力理論における宇宙は、量子ビットの集合体と見なせる」という考え方が生み出され、世界中で研究が進められるようになっている。しかし、この公式で正しく情報量が計算できるのは、AとB以外には物体が存在しない場合に限られるという制限があった。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180413-616137/

図:反ドジッター宇宙の境界にAとBの空間領域をとると、AとBをつなぐトンネルを反ドジッター宇宙の内部に作ることができる (出所:京都大学Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20180413-616137/images/001l.jpg
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引用元: 【物理】京大、ミクロな情報量を計算する幾何学的公式を発見「重力理論の宇宙は、量子ビットの集合体と見なせる」

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1: 2018/03/30(金) 19:55:45.82 ID:CAP_USER
陸生哺乳類の中にも体が大きなものは存在するが、地球上で真に巨大な生物を見つけるなら、海に行くことだ。

 その理由を解き明かした論文が、3月26日付けの学術誌「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」に掲載された。
海にすむ哺乳類は「体温を効率よく維持することと、食べ物を十分に確保することの間で、妥協点を見つける必要があります」。論文の主執筆者で、スタンフォード大学の生態学者、ウィリアム・ギアティ氏はそう語る。(参考記事:「定説を覆す、異例だらけの新種クジラの生態」)

 これまでの説では、海洋哺乳類の体が大きいのは、水の浮力によって重力の束縛から逃れられるためとされてきた。
それもまだ関係あるのかもしれないが、海洋哺乳類のあの重さは、冷たい海の中で体を温かく保つために必要なものだとギアティ氏は言う。

「海洋哺乳類の体が大きいのは特別な事情があるからです。彼らは大きくなることが『できる』のではなく、大きくなる『必要がある』のです」

■大きいほど有利、だが……
 ギアティ氏のチームは、一連のコンピュータモデルにより海洋哺乳類の体の大きさに影響する要因を分析したところ、ふたつの要因が決定的であることを発見した。

 1つ目は、十分な体温を保存しておくためには、大きな体が必要ということだ。
体が大きい哺乳類は、周囲の水によって失われる体温が少なくて済む。
これが体の小さな哺乳類に対する大きなアドバンテージとなる。

続きはソースで

関連ソースがぞう
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/032800137/ph_thumb.jpg

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/18/032800137/
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引用元: 【海洋学】クジラやトドらの大型化、理由を解明、定説覆す 単純に浮力のおかげではなかった、カギは「体温」と「エサ」[03/29]

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1: 2018/03/01(木) 05:17:59.27 ID:CAP_USER
国立天文台などの研究チームは、
宇宙空間を満たしているとされながら直接見ることのできない謎の暗黒物質=ダークマターの量を調べたところ、アインシュタインの一般相対性理論をもとに予測された値よりも少なかったと発表しました。
アインシュタインのこの理論は宇宙が膨張するスピードを説明する基本となるもので、研究グループでは今後、さらに観測範囲を広げ、理論を修正する必要がないか調べたいとしています。

宇宙全体の4分の1を占めるとされる謎の暗黒物質=ダークマターは、光を発しないため直接見ることはできませんが、質量があることから、重力を発生させ銀河系の形成や宇宙の膨張のスピードに影響を与えていると考えられています。

国立天文台の宮崎聡准教授らの研究チームは、ハワイにある「すばる望遠鏡」の特殊なカメラで、地球から見える宇宙の0.4%に当たる範囲で暗黒物質がどのように分布しているのかを調べました。

その結果、暗黒物質が特にたくさん集まっているとみられる場所が65か所見つかりました。

これは、宇宙が膨張するスピードを説明する基本となっているアインシュタインの一般相対性理論に基づく予測に比べ、2割ほど少ない数だということです。

宇宙は膨張し、そのスピードは速くなっているとされますが、暗黒物質の集まった場所が少ないことは、膨張のスピードがアインシュタインの理論をもとにした予測よりも速く物質がなかなか集まれなかった可能性を示すということです。

研究チームは今後、さらに観測範囲を広げ、理論を修正する必要がないか調べることにしています。

宮崎准教授は「宇宙を膨張させる力の正体や、アインシュタインの理論に修正の必要がないかわかってくると期待している」と話しています。

■暗黒物質と宇宙の膨張

暗黒物質は宇宙のあらゆる場所に存在すると考えられていますが、光を出さず、直接見ることも感じることもできない未知の物質です。

続きはソースで

NHKニュース
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20180227/k10011345031000.html
ダウンロード (5)


引用元: 【物理学】アインシュタインの一般相対性理論の修正が必要か 暗黒物質の分布を調査[02/27]

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