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重力

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1: 2019/03/18(月) 16:11:22.18 ID:CAP_USER
想像を絶する質量(重さ)が破格の重力を生み出し、あらゆるものを引き付けて飲み込んでしまう。その強烈な重力からは光さえも逃れ出ることができない暗黒の天体。それがブラックホールだ。「ブラックホールって何ですか」。この不思議な天体は、子供向けの講演会でも質問の定番だ。

ブラックホールには、大きく分けて二つのグループがある。ひとつは、太陽の数倍からせいぜい数十倍くらいの質量の小ぶりなブラックホール。もうひとつは、太陽質量の百万倍から百億倍くらいの「巨大ブラックホール」だ。

巨大ブラックホールは、私たちが住む銀河系をはじめ多くの銀河の中心にあると考えられている。宇宙には無数の銀河があるから、巨大ブラックホールも、ごくありふれた天体ではある。だが、これほど巨大化するには、相当な量の物質を吸い込まなければならないはずだ。時間もかかる。巨大ブラックホールは、宇宙が138億年前に誕生してからどの段階で、生まれ始めたのだろうか。

愛媛大学宇宙進化研究センターの松岡良樹(まつおか よしき)准教授らは、最近の研究で、宇宙誕生からまだ8億年くらいしかたっていない時点で存在していた巨大ブラックホールを大量に見つけた。その数は83個。こんな宇宙の初期に大量の巨大ブラックホールがあるとは考えられていなかったという。

続きはソースで

図 クエーサーの想像図。中心に巨大ブラックホールがあり、周囲の物質を活発に飲み込む際に明るい光を放つ。(松岡良樹さん提供)
https://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/img/190318_img1_w560.jpg

SciencePortal
https://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/newsflash/2019/03/20190318_01.html
ダウンロード (7)


引用元: 【宇宙】宇宙誕生の初期に大量の巨大ブラックホール[03/18]

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1: 2019/03/27(水) 03:08:36.13 ID:CAP_USER
銀河の重力によって光がねじ曲げられ、同じ天体が複数に分裂して見える現象「重力レンズ」の新たな実例が発見されました。重力レンズが発生した際の見え方にはさまざまなパターンがありますが、今回発見されたものは上下左右の4つに分かれているパターンで「アインシュタインの十字架」と呼ばれるものです。
https://i.gzn.jp/img/2019/03/26/new-einstein-cross/00_m.jpg

A New Einstein Cross Gravitational Lens of a Lyman-break Galaxy - IOPscience
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab0aeb/meta

A new Einstein cross is discovered
https://phys.org/news/2019-03-einstein.html

一般相対性理論では、時空は重い物体から発生する重力によってゆがみ、そのゆがんだ時空に沿って光が曲がって進むと述べられています。従って、観測者と観測対象との間に別の天体があった場合には中央の天体が凸レンズの役割を果たし、見かけ上では観測対象が分裂して見えることとなります。これが「重力レンズ効果」です。下の画像では実際に光が通った経路が白い矢印で示されており、見かけ上の経路がオレンジの矢印で示されています。
https://i.gzn.jp/img/2019/03/26/new-einstein-cross/Gravitational_lens-full_m.jpg

重力レンズ効果によって天体が分裂して見える場合、その分裂した天体同士の距離は非常に小さくなっているため、重力レンズ効果が起きていることを見つけるのは困難です。さらに、一見重力レンズ効果が発生しているような天体を発見したとしても、それが本当に同一の天体から発せられた光なのかを確かめる必要があります。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2019/03/26/new-einstein-cross/5c8f8a60dba4f_m.jpg

https://gigazine.net/news/20190326-new-einstein-cross/
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引用元: 【重力レンズ】200億光年先の銀河が重力レンズで4重に見える「アインシュタインの十字架」が発見される[03/26]

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1: 2019/02/14(木) 04:44:01.76 ID:CAP_USER
遠方宇宙のクエーサーの観測から、初期宇宙の膨張が標準宇宙モデルの予測と食い違っている可能性が示された。標準理論を超える新たな物理を考える必要があるかもしれない。

【2019年2月4日 ヨーロッパ宇宙機関】

現在の標準宇宙モデルでは、人体や惑星、恒星などを形作っている「普通の物質」(バリオン)は宇宙全体のエネルギーの数パーセントしか占めていないとされている。宇宙の全エネルギーの約4分の1は、重力は及ぼすものの電磁波では観測できない「ダークマター」が担っていて、残り4分の3は宇宙の加速膨張を現在も引き起こしている「ダークエネルギー」という謎の物質が占めているとみられる。

この標準宇宙モデルを構築する基礎となったのは、約138億年前に起こったビックバンの熱放射の名残である宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の観測と、より地球に近い(=時代が新しい)宇宙で得られた観測データだ。地球に近い宇宙の観測で得られる情報には、超新星爆発や銀河団の観測データや、遠方の銀河の像が重力レンズ効果で歪む効果の観測データなどがある。こうした観測結果は、今から約90億年前までの「最近」の宇宙膨張の様子を調べるのに使われる。

今回、伊・フィレンツェ大学のGuido Risalitiさんと、英・ダーラム大学のElisabeta Lussoさんたちの研究チームでは、宇宙膨張の歴史を調べる新たな指標として「クエーサー」を利用することで、近傍宇宙とビッグバン直後の宇宙の間にある観測の「空白域」を埋め、約120億年前までの宇宙膨張の様子を調べた。

クエーサーは、銀河中心にある超大質量ブラックホールが周囲から猛烈な勢いで物質を吸い込み、桁外れの明るさで輝いている天体だ。物質がブラックホールへ落ち込むと、その周囲に降着円盤が形成され、円盤内の物質が摩擦で加熱されて可視光線や紫外線を強く放射する。円盤の周りに存在している光速に近い電子がこの紫外線とぶつかると、紫外線の光子はさらにエネルギーの高いX線となる。

■銀河中心の超大質量ブラックホールの周囲には降着円盤(オレンジ色)ができ、ここから強い紫外線が放射される。さらに、この紫外線が円盤の周囲にある高エネルギーの電子(青)と衝突することでX線も放射される。遠方の様々な距離にあるクエーサーを観測することで、宇宙膨張の歴史を調べることができる(提供:ESA (artist's impression and composition); NASA/ESA/Hubble (background galaxies))
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2019/02/15680_quasars.jpg

クエーサーが放つ紫外線とX線の明るさの間には、一定の関係があることが以前から知られていた。3年前、RisalitiさんとLussoさんは、この関係を使えば、クエーサーが放つ紫外線の「真の明るさ」がわかるので、見かけの明るさと真の明るさの差からクエーサーまでの距離を見積もることができることに気づいた。多くのクエーサーまでの距離がわかれば、宇宙膨張の歴史を調べることもできる。

このように、真の明るさと見かけの明るさの差から距離を測ることができる天体は「標準光源」と呼ばれている。最もよく知られている例は「Ia型超新星」だ。Ia型超新星の真の明るさはどれも同じと考えられているため、ピンポイントで距離を知ることができる。

■Ia型超新星(水色)とクエーサー(黄色、赤、青)を使った距離の測定結果。縦軸が天体までの距離、横軸が宇宙の年齢(単位:10億年)を表し、右に行くほどビッグバンに近い初期宇宙を表す。ピンクの破線が近傍宇宙の観測だけをもとに標準宇宙モデルで導いた予測で、黒の実線がすべての観測に最もよく合う曲線を示す。クエーサーでしか調べることができないグラフの右の方(初期の宇宙)で、両者に食い違いが見られる(提供:Courtesy of Elisabeta Lusso & Guido Risaliti (2019))
http://www.astroarts.co.jp/article/assets/2019/02/15681_distance.jpg

続きはソースで

http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10463_expansion
ダウンロード (6)


引用元: 【天体物理学】宇宙膨張が標準理論と不一致?クエーサーの観測から示唆[02/04]

【天体物理学】宇宙膨張が標準理論と不一致?クエーサーの観測から示唆の続きを読む

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1: 2019/02/03(日) 12:08:24.41 ID:CAP_USER
重力レンズ効果によって複数像に見えるクエーサーを利用して、宇宙の膨張率を表すハッブル定数を推定した研究結果が発表された。
【2019年1月29日 カリフォルニア大学ロサンゼルス校】

宇宙がどのくらいの速度で膨張しているのかを表す「ハッブル定数」は、遠方銀河の大きさや宇宙の年齢を決定するうえで重要な値だ。様々な観測によってその正確な値を知る研究が続けられており、推定値は67-73km/s/Mpc(1メガパーセク(約326万光年)離れた2点間の距離が毎秒67-73km広がる)の範囲にあるものの、確実な答えはまだ得られていない。

ハッブル定数を導出する方法のほとんどは、天体までの距離と、その天体の後退速度(私たちから遠ざかる速度)の2つの情報を元にしている。米・カリフォルニア大学ロサンゼルス校のSimon Birrerさんたちの研究チームは、これまでにハッブル定数の距離の計算に利用されていない光源として、クエーサーを用いた研究を行った。クエーサーとは、中心の大質量ブラックホールによって莫大なエネルギーを中心部から放射し明るく見える銀河である。

Birrerさんたちがとくに注目したのは、1つのクエーサーの像が複数になって見えているような天体だ。

クエーサーと私たちとの間に別の銀河が存在すると、その中間の銀河の質量が生み出す重力レンズ効果によって、クエーサー像が複数に見えることがある。

続きはソースで

アストロアーツ
http://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/10456_constant
ダウンロード (3)


引用元: 【天体物理学】二重クエーサー像の観測から宇宙の膨張率を表すハッブル定数を推定した研究結果が発表[01/29]

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1: 2019/01/22(火) 09:44:00.63 ID:CAP_USER
東京工業大学 科学技術創成研究院 化学生命科学研究所の梶谷孝特任准教授、福島孝典教授らはキラル分子が単結晶のような規則構造をもつ液滴を自発的に形成、さらに構造秩序を崩さずに一方向に回転しながら流れる現象を発見した。

側鎖にキラルエステル基を有するトリフェニレン誘導体を設計して相転移挙動と集合構造を調べたところ、この物質の中間相では、ヘリンボーン構造という特徴的な構造からなる二次元シートが積層し、あたかも単結晶のような三次元構造を形成していることが分かった。

分子の自発的な集合化によるナノメートル級の物質作製は可能だが、高性能な有機材料の開発に求められる、数ミリ~数センチスケールの超長距離構造秩序を実現することは極めて困難だった。

続きはソースで

研究成果のポイント
○分子の自発的集合化で単結晶のような三次元規則構造の「液滴」を形成
○固体と液体の性質を併せ持ち規則構造を崩さずに流れる不思議な流動性
○分子の小さなキラリティーが巨視的物質の運動性を制御するという新知見

https://www.kek.jp/ja/newsroom/2019/01/22/0930/

詳しくは、プレスリリース(PDF)をご参照ください。
https://www.kek.jp/ja/newsroom/attic/PR20190121.pdf
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引用元: 結晶にも液晶にも液体にも分類されない液滴状の新物質を発見 東工大ら

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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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