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。

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http://news.mynavi.jp/news/2017/05/25/045/

新たな素粒子存在か
加速器使った実験で予想外データ
2017/5/11 19:45

　生物や星を構成する物質の最小単位「素粒子」に、これまで想定されていなかった新たなものが存在する可能性を示すデータを欧州合同原子核研究所（CERN）の実験チームが得たことが11日、分かった。
世界最大の加速器「LHC」を使った実験で測定した。東京大で同日開かれた研究会で報告された。

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https://this.kiji.is/235347522396291073

宇宙起源の謎語る　ノーベル物理学賞・小林氏が講演　帯広

2017年4月11日 13時49分

　ノーベル物理学賞受賞者の小林誠氏（高エネルギー加速器研究機構特別栄誉教授）を招いた帯広畜産大学の「リベラルアーツ講演会」が１０日、帯広市民文化ホール・大ホールで開かれた。小林氏は素粒子物理学の魅力や宇宙の起源の謎などを語った。

　帯広市、十勝毎日新聞社、市文化スポーツ振興財団の共催。講演会は学問へのモチベーションや幅広い教養（リベラルアーツ）を身に付けてもらおうと、同大新入学生を主な対象に初開催。地域住民らを含め約１３００人が参加した。

　小林氏は、物質を構成する粒子には、対応する反粒子（反物質）が存在すると説明。ただ、反粒子は粒子と出合うと対消滅し、天然には存在しない。
粒子と反粒子の本質は同じ（ＣＰ対称）と考えられていたが、１９６４年に対称性の破れが見つかった。

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http://www.tokachi.co.jp/news/201704/20170411-0026308.php

中国、世界初の量子通信衛星を打ち上げ　写真2枚　国際ニュース：AFPBB News
http://www.afpbb.com/articles/-/3097682
http://afpbb.ismcdn.jp/mwimgs/0/9/500x400/img_09983ebad25de9d3e87f52a12336f9a7107396.jpg


【8月16日 AFP】中国は16日、世界初の量子通信衛星を打ち上げた。国営メディアが報じた。同国は素粒子物理学の力を利用し、解読不可能な暗号を用いた通信システムの構築を目指している。

　国営新華社（Xinhua）通信によると、この衛星は午前1時40分（日本時間午前2時40分）にゴビ砂漠（Gobi desert）にある酒泉衛星発射センター（Jiuquan Satellite Launch Center）から打ち上げられた。急速な進歩を遂げているこの技術の応用化には、日米をはじめとする各国も取り組んでいる。

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(c)AFP