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!

時空

    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
1: 2017/05/25(木) 08:17:38.41 ID:CAP_USER9
カナダのブリティッシュコロンビア大学(UBC)の物理学者チームは、宇宙の加速膨張を説明する新しい理論を発表した。その理論によると、極微小な領域でみたときの時空間は静的なものではなく、それ自体がゆらぎながら伸び縮みを繰り返している。

このとき、時空が伸張する方向の変化のほうが、収縮方向の変化よりもわずかに勝っているため、その差が積み重なって巨視的な宇宙の加速膨張につながるという。この理論には、宇宙定数に関する未解決の問題を解決できるメリットがあると研究チームは主張している。研究論文は、素粒子・宇宙論分野の専門誌「Physical Review D」に掲載された。

ハッブル宇宙望遠鏡によるIa型超新星爆発などの観測データから、現在の宇宙は加速度的に膨張を続けていると考えられている。しかし、宇宙の加速膨張を駆動しているはずの斥力が何に由来するのかという説明はついておらず、その力は、正体不明のエネルギーとして「ダークエネルギー」と呼ばれている。プランク衛星による宇宙マイクロ波背景放射(CMB)観測データからは、ダークエネルギーは、宇宙の全物質・全エネルギーの約68%を占めると示唆されている。

ダークエネルギーの正体をめぐっては、場の量子論から導出される「真空のエネルギー」が有力候補に挙がっている。場の量子論では、真空の空間は完全に空っぽの無の状態ではなく、常に粒子と反粒子が瞬間的な生成・消滅を繰り返している動的な場であるとみなされる。そこでは真空自体がエネルギーをもっていると考える。この真空のエネルギーによって、宇宙の加速膨張が駆動されていると説明するわけである。

ただし、この理論にも、現状では大きな問題があることが指摘されている。観測データから宇宙の加速膨張に必要な宇宙定数(アインシュタイン方程式に現れる定数項Λ)を求めると、非常に小さな値が出てくる。これは宇宙が小さな加速度でゆっくりと膨張を続けているという観測結果に対応している。一方、場の量子論に基づいて真空のエネルギー密度を計算すると、宇宙定数と比較して1050~10120倍という非常に大きな値になってしまう。つまり、2つの値の桁が、まったく合っていないことになる。

したがって、この理論で宇宙の加速膨張を説明しようとすると、真空のエネルギーの大きな値を相◯する作用をもつ別の宇宙定数のようなものを探してくる必要が生じる。しかも、10120オーダーという偶然にはありそうもない超精緻な桁合わせが、実際に起こっている理由まで考えなければならなくなる。

この問題を解消することを目指して、研究チームは今回、真空のエネルギーに関して再検討を加えることにした。その検討の際には、真空のエネルギーの値に関して「場の量子論から計算される巨大な値をシリアスに扱うこと」をひとつの条件として課した。また、もうひとつの条件として、「真空のエネルギーは、重力の理論であるアインシュタインの一般相対性理論に従うものとする」と仮定した。

これらの条件の下で、真空のエネルギーについて再検討したところ、従来とは違う結果が得られた。研究チームの新しい見方によれば、真空のエネルギー密度は不均質であり、常にゆらいだ状態になるという。

真空のゆらぎは、宇宙の各点で時空の振動(伸び縮み)をもたらす。このとき、隣接する各点における振動の位相は異なっている。プランクスケールの極微小領域(プランク長は約10-35m)での真空のエネルギーの効果は依然として巨大なものであるが、宇宙規模の巨視的スケールでみると、隣接点同士で振動がほぼ打ち消しあうため、小さな宇宙定数となって現れる。真空のエネルギーと宇宙定数のあいだに生じる桁ずれは、このようにして説明できるという。

続きはソースで

http://news.mynavi.jp/news/2017/05/25/045/
ダウンロード (1)


引用元: 【宇宙】宇宙の加速膨張は「プランクスケールでの時空の伸び縮み」の蓄積か ©2ch.net

宇宙の加速膨張は「プランクスケールでの時空の伸び縮み」の蓄積かの続きを読む

    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
1: 2017/04/05(水) 02:41:08.10 ID:CAP_USER9
【ガチ】「全宇宙の68%が存在しない可能性」シミュレーションで判明! 物理学界に激震中!!

20年にわたり科学者を悩ませてきた謎の「暗黒エネルギー」がやはり存在しなかった可能性が浮上、
全宇宙の実に68%は科学者の頭の中にしか存在しなかったかもしれない、という驚きの研究結果が明らかになった!

■ダークエネルギー(暗黒エネルギー)とは?

ご存知のように、宇宙はビッグバン以来、膨張し続けていると言われている。
誰もが当たり前のように受け入れている“事実”だが、これは極めて奇妙な現象なのだ。

というのも、時空は重力によって内側に引っ張られているにもかかわらず、宇宙全体の膨張速度は加速度的に上昇しているからだ。
普通に考えれば、重力によって時空が収縮するはずであるから、膨張速度は減速していくべきなのに、だ。

この常識外れの事態をなんとか解釈しようと導入されたのが謎に満ちた「ダークエネルギー(暗黒エネルギー)」である。
ダークエネルギーは時空を押し広げる負の圧力、つまり斥力を持っており、これが宇宙空間を膨張させ続けていると科学者はこれまで納得してきた。
しかし、宇宙空間の約70%をも占めるというダークエネルギーは想像上のエネルギーに過ぎず、未だダークエネルギーそのものは発見されていない。

世界中の科学者はその存在を信じ、これまで発見に力を注いできたわけだが、最新のコンピュータシミュレーションで「宇宙の68%を占めるはずのダークエネルギーは存在しない」ことが遂に明らかになった。
どうやら宇宙は科学者の頭の中でグロテスクなまでに肥大してしまっていたようだ。

続きはソースで

http://tocana.jp/2017/04/post_12815_entry.html
http://tocana.jp/2017/04/post_12815_entry_2.html
images


引用元: 【科学】全宇宙の実に68%は科学者の頭の中にしか存在しなかった!シミュレーションで判明 物理学界に激震★2 ©2ch.net

全宇宙の実に68%は科学者の頭の中にしか存在しなかった!シミュレーションで判明 物理学界に激震の続きを読む

    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
1: 2017/03/22(水) 21:05:17.90 ID:CAP_USER
荒井聡
[2017/03/22]
ウィーン大学とオーストリア科学アカデミーは、量子力学の対象となるミクロの世界において、ある時計の時刻を正確にすることによって、周囲の時計がその影響を受け、不正確になる効果があることを解明した。
これは量子力学と一般相対性理論から導かれる根本的な効果であり、時間測定の物理的限界を示すものであるという。研究論文は、「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」に掲載された。

この図のように、一般相対性理論では、空間のどのポイントでも他から影響を受けずに正確に時刻を測れる理想的な時計を考えることができる。
しかし、量子力学も考慮に入れた場合、隣り合う時計同士は互いに独立ではなく、干渉しあって時間が不正確になる(出所:ウィーン大学)
http://n.mynv.jp/news/2017/03/22/171/images/001l.jpg

日常的な世界では、時計によって周囲の時空が変化したり、ある時計が近くの時計に影響を及ぼしたりするといったことはないと考えられている。
また、複数の時計を使えば、近接している複数の場所で、いくらでも正確に時間を測定することができると考えられる。

研究チームは今回、このような常識が量子力学的な世界では成り立たないことを、量子力学と一般相対性理論を組み合わせることによって示した。

量子力学の世界では、粒子の位置と運動量のような互いに関係のある物理量を同時に測定するとき、その測定精度には「ハイゼンベルグの不確定性原理」と呼ばれる限界があることが知られている。
粒子の位置を正確に決定しようとすると、その粒子の運動量は確定できなくなる。逆に、粒子の運動量を確定しようとすると、その粒子の位置は確定できなくなってしまう。

続きはソースで

http://news.mynavi.jp/news/2017/03/22/171/
※本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合があります。予めご了承ください。
images


引用元: 正確な時計に影響を受け、周囲の時計が不正確になることを解明 - ウィーン大 [無断転載禁止]©2ch.net

正確な時計に影響を受け、周囲の時計が不正確になることを解明 - ウィーン大の続きを読む

    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
1: 2016/06/16(木) 08:13:12.65 ID:CAP_USER
「重力波」2度目の観測成功! ブラックホール合体で太陽質量放出 (sorae.jp) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160616-00010000-sorae_jp-sctch


またしても快挙です! アメリカの重力波観測所「LIGO」は2度目となる「重力波」の観測に成功したと発表しました。同観測所は今年の2月にも初となる重力波の観測に成功しています。
 
重力波とは、時空の歪みが光速で移動する現象です。あらゆる物体は時空に歪みを生じさせますが、現時点で観測できるほどの歪みはブラックホールの合体などの、超大質量の天体活動に限られています。さらに、重力波の存在は100年前にアインシュタインも予言していました。
 
今回の重力波も14億光年離れたブラックホールの合体から発生したものでした。2つのブラックホールは光速の半分のスピードで合体する前に、お互いの周りを27回周回しました。またそれぞれのブラックホールは太陽の8倍と14倍の質量を持ち、合体により21倍の質量の天体となります。そして、残りの太陽と同等の質量が重力波として放射されたのです。
 
バーミンガム大学でLIGOチームに所属する天体物理学者のJohn Veitch氏は、「今回の発見は、宇宙でたくさんのブラックホールが将来観測されるであろうことを意味します」と語っています。さらにバーミンガム大学のWill Farr氏によると、現在観測できる領域だけでもブラックホール同士の衝突は15分に1回も起きているそうです。
 
また海外だけでなく、日本でも重力波望遠鏡「かぐら」が3月に試運転を開始しており、こちらでも重力波の観測が期待されています。重力波の観測は宇宙の誕生やブラックホールの仕組みの解明に役立つとされており、今後の研究の発展が実に楽しみですね!

ダウンロード (1)
 

引用元: 【相対性理論】「重力波」2度目の観測成功! ブラックホール合体で太陽質量放出 [無断転載禁止]©2ch.net

【相対性理論】「重力波」2度目の観測成功! ブラックホール合体で太陽質量放出の続きを読む

    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
1: 2016/02/09(火) 22:32:44.71 ID:CAP_USER*.net
噂は本当だったのかも!

ついに重力波が観測できたかも、という噂は少し前からちょろちょろ聞こえていましたが、ついに2月11日午前10時半(日本時間12日午前0時半)、LIGO(Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)が記者会見を開くことが発表されました。
会見はワシントンD.C.で開かれ、米Gizmodoも参加する予定です。

重力波は時空という織物にできるかすかなひだであり、その存在はアルベルト・アインシュタインが一般相対性理論の中で最初に予言していました。
巨大な物体を急激に動かしたり、または巨大な物体(ブラックホールなど)同士を急激に衝突させたり、超新星爆発が起こったりすると、そんな波が起こると言われてきました。そして物体が大きければ大きいほど、時空は大きく乱れ、重力波が強くなるのだと。
ただ、それらを直接観測する技術は今までありませんでした。そう、今までは。

最近アップグレードされて観測感度を高めたLIGOは、重力波のシグナルを探し続けてきました。
そして先月、物理学者のローレンス・クラウス氏が、LIGOが重力波検出に成功したらしいという噂をツイートしたのです。
ただ、当事者にとっては非常にセンシティブな話を軽くおもらししたクラウス氏周辺は軽く炎上し、LIGOのリーダーたちは公式発表を待つようにと呼びかけていました。

それでも今回の記者会見を前に、別のところからまた情報がもれてきていました。カナダのマックマスター大学の理論物理学者、クリフォード・バージェス教授が彼のいる部門全員に対し、LIGOのチームがふたつのブラックホールの合体を示すシグナルを発見したとメールしたんです。

Scienceで、Adrian Cho氏はこう言っています。


このシグナルの統計的有意性は非常に高いと思われ、物理学者が何かの発見を主張するときに使われる「5シグマ」の基準を超えているだろう。
LIGOは干渉計というふたつの巨大な光学機器で構成されていて、研究者たちはそれを使って空間のきわめてわずかな伸びを捉えようとしてきた。
バージェス氏のメールによると、それぞれの干渉計が、ブラックホールの合体をしかるべき時間差で捉えたという。

(以下略 全文はリンク先で)

images


http://yukan-news.ameba.jp/20160209-83/

引用元: 【科学】重力波直接観測に成功か、2月11日(日本時間12日午前0時半)に公式記者発表

【マジ?】重力波直接観測に成功か、2月11日(日本時間12日午前0時半)に公式記者発表の続きを読む

    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
1: 2016/01/13(水) 16:51:17.05 ID:CAP_USER.net
【AFP=時事】ある物理学者のチームが重力波の検出に成功した可能性があるとのうわさが、科学界で波紋を広げている──。物理学者アルバート・アインシュタイン(Albert Einstein)が提唱した一般相対性理論の重要な要素である重力波が確認されれば、現代における最大の発見の一つになる。

これまでのところ、この事実についての発表はない。また信頼性があり、検証可能な科学的研究を発表する際に通常、重要な過程とされる研究成果の発表や査読、論文の投稿なども一切行われていない。

それでも、米アリゾナ州立大学(Arizona State University)の宇宙論学者、ローレンス・クラウス(Lawrence Krauss)氏によるツイッター(Twitter)への投稿は、憶測と興奮の嵐を巻き起こしている。

クラウス氏は、時空構造内を伝播する波動、重力波を探査している米国の新型レーザー干渉計重力波検出器(Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory、LIGO)の観測には参加していない。

しかし、クラウス氏は11日、同氏が数か月前に聞いたといううわさの明白な裏付けについてツイートした。
そのうわさとは、LIGOの科学者チームが、米国内に設置された検出器を用いて発見した重力波に関する論文を執筆中というものだった。

「私が以前耳にしたLIGOについてのうわさは、第三者の情報筋による裏付けが得られている。これは目が離せないぞ! 重力波が発見されたかもしれない?  わくわくする」とクラウス氏はツイートしている。

クラウス氏の投稿は、これまでに1800回リツイートされている。

もし、重力波が発見されたとなると、アインシュタインが100年前に一般相対性理論で示した予測の中で、残っていた未解明の最後の部分が検証されることになるだろう。重力波の発見は、宇宙誕生のプロセスについてのわれわれの理解において、大きな空白部分を埋めると思われる。

■今後待たれる公式発表

南極で行われていた重力波観測研究プロジェクト「BICEP2」の科学者チームは2014年、このまさしく時空のさざ波そのものを発見したと発表したが、その後すぐに、それが単なる銀河の塵(ちり)にすぎなかった可能性があることを認めた。

うわさについて、LIGO共同研究プロジェクトの広報担当、米ルイジアナ州立大学(Louisiana State
University)のガブリエラ・ゴンザレス(Gabriela Gonzalez)教授(物理学・天文学)は、現時点で正式に発表するものは何もないと話している。英紙ガーディアン(Guardian)が同教授の言葉を伝えた。

「LIGOの観測機器は今日もデータを取り続けている。結果の分析、解釈、精査には時間を要するため、公表すべき結果はまだ何もない。結果を慎重に精査した上で公表することを誇りとしているため、これにも時間がかかる。重要な結果については、論文の査読を受けてから結果を公表する予定だ」
(ゴンザレス教授)

一部科学者の中には、うわさされている検出が実際の発見ではなく、科学チームのための「予行演習」にすぎないと指摘する見方もある。

この指摘についてクラウス氏は、「発信源不明の信号を入力して、実際の発見を再現するテストが内密に実行されることに留意すべきとの話もあるが、今回のものはそれとは違う聞いている」とツイートしている。

どちらにせよ、詳細が全て明らかになるまでには、もうしばらく待つ必要がありそうだ。

LIGOチームによる1回目の観測データ収集期間は12日に終了する。

英科学誌ニュー・サイエンティスト(New Scientist)は、「今回の観測結果については今後数か月以内に詳細を知ることができるだろう」と話すゴンザレス教授の言葉を伝えている。【翻訳編集】 AFPBB News

images


http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160113-00000028-jij_afp-sctch

引用元: 【物理】「ついに重力波を検出」のうわさが広がる

【マジ?】「ついに重力波を検出」のうわさが広がるの続きを読む

このページのトップヘ