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驚くべき発見の準備をしてください。宇宙についての最近の発見が、私たちが知っていると思っていたすべてを覆そうとしています。科学者たちは今、宇宙に確定的な年齢があるという考えに疑問を投げかけ、その加速的膨張における暗黒エネルギーの役割を再考しています。代わりに、さらに謎めいた何かが働いていると彼らは考えています。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡からの画期的な観測によって、宇宙の歪みと予期せぬ秘密が明らかになっています。ウェッブの最新画像に捉えられた驚くべき構造に、世界中の天文学者たちは唖然としており、宇宙そのものについての私たちの理解を作り変えています。
私は宗教を信じていないので、その意味では無神論者です。しかし、宗教的な観点と共鳴するような何かが起きていると言えるでしょう。数か月前、世界をリードする宇宙論学者たちがロンドンのロイヤル・ソサエティに集まり、「宇宙についての私たちの基本的な仮定が間違っていたらどうだろうか」という質問について議論しました。この会議が開かれたのは、多くのハイレベルな天文学的観測が従来の宇宙論モデルに挑戦してきたからです。
オックスフォード大学の宇宙論学者で会議の共同主催者であるスビル・サラー教授によると、「私たちは1922年に最初に定式化されたモデルを宇宙論で使用しています。素晴らしいデータはありますが、理論的基盤は賞味期限切れです」と述べています。ますます多くの人々が同じことを言っており、これらは尊敬される天文学者たちです。
彼が本当に言いたいのは、何世紀もの間、人々は宇宙が静的または不変だと考えていましたが、20世紀になって科学者たちは宇宙が実際に膨張していることを発見したということです。銀河は互いに離れていっているのです。大きな疑問は、重力がすべてを引き戻すことで、この膨張が時間とともに減速するかどうかでした。
ここで驚くべきことが起こりました。科学者たちが宇宙の膨張をより正確に測定する手段として遠方の爆発する星を研究した時、彼らは膨張が時間とともに減速しているのを発見すると予想していました。それは、空中に投げられたボールが重力で引き戻されて減速するのと似ています。しかし、彼らが発見したのは逆でした。
宇宙の膨張は加速していたのです。この発見は誰もが驚き、宇宙についての考え方を完全に変えました。これを説明するために、科学者たちは暗黒エネルギーと呼ばれる謎めいた力が重力に逆らって銀河を引き離していると提案しました。暗黒エネルギーは宇宙の約70%を占め、今なお科学における最大の謎の一つです。
これらすべてが通常の物質と合わさって、ラムダ冷暗黒物質モデルと呼ばれるものを形成しています。この膨張宇宙モデルを使用して、科学者たちは宇宙の年齢も突き止めました。時計を巻き戻すようなもので、宇宙が今膨張しているなら、科学者たちはすべてを一点に縮小するのにかかる時間を計算し、宇宙が約138億年前であることを発見しました。
しかし、問題はこのモデルが宇宙全体が滑らかで、どこでも同じ速度で膨張していると仮定する単純化された方程式を使用していることです。一方で、ウェッブ望遠鏡からの新しい画像は、私たちが理解できないほど空虚な広大な空隙によって分離された大規模な銀河フィラメント構造を明らかにしました。
また、150万個のクエーサーの以前の観測では、空の一方の側にもう一方の側より約0.5%多くのクエーサーがあることを示しました。これは宇宙における物質の分布がどこでも同じではなく、宇宙にはこれらの巨大な銀河フィラメントと宇宙の空隙が存在することを示唆しています。しかし、私たちの標準的な宇宙論モデルはそのような巨大な空隙と宇宙構造の存在を支持していません。これは私たちの宇宙論モデルにおける深刻な問題であり、ウェッブ望遠鏡からの新しい発見は標準モデルの存続をさらに困難にしています。
しかし、これらすべての謎を説明するために、科学者たちは最近、タイムスケープ宇宙論と呼ばれる宇宙の新しいモデルを提案しました。このモデルでは、科学者たちは巨大な宇宙の空隙と構造が時間の性質に及ぼす重要な影響を強調しています。彼らは、物質の高濃度の領域で時間がより速く流れると提案しています。例えば、銀河内に置かれた原子時計は、広大な空虚な空隙の中心に置かれた同一の時計と比較して、最大で3分の1遅く時を刻む可能性があります。
これについて考えてみてください。宇宙の広大な時間スケールにおいて、宇宙は約138億年old ですが、宇宙の空隙のような物質の少ない領域では時間がより速く経過しているので、これらの空隙では物質の豊富な領域と比べて数十億年の追加の年月が経過している可能性があります。これは宇宙には私たちがよく想像するような単一の統一された年齢がないことを意味します。代わりに、宇宙の年齢はあなたがどこにいるかによって異なる可能性があります。宇宙の空隙での宇宙の年齢は、より密度の高い領域よりも大きい可能性があります。
さらに興味深いのは、空隙でより多くの時間が経過しているため、これらの領域はより多くの宇宙論的膨張を経験しているということです。簡単に言えば、これらのより密度の低い領域で宇宙はより多く伸びているのです。空隙の向こう側にある物体を見ると、空隙のこちら側にある物体よりもずっと速く離れていくように見えるでしょう。これは、空隙内の空間が時間とともにより多く膨張しているからです。
今や、これを宇宙全体にわたって想像してみてください。時間とともに、空隙はより急速に膨張しているため、宇宙のより大きな部分になっています。その結果、私たちが宇宙を観察すると、全体的な膨張が加速しているという錯覚が生まれます。しかし、このモデルでは暗黒エネルギーを導入する必要はありません。代わりに、空隙でのより速い膨張が自然に私たちが見ているものを説明します。
2017年、ニュージーランドのカンタベリー大学の天文学者たちは、タイムスケープ宇宙論を観測と比較してテストし、宇宙膨張を説明するためにラムダCDMよりもわずかに良い適合を示すことを発見しました。さらに興味深いのは、科学者たちが今や私たちの天の川銀河が実際に宇宙の空隙の中に位置している可能性があると疑っていることです。最も近い生命の兆候が何十億光年も離れている広大な空の海に浮かんでいるようなものを想像してください。これは空想科学のように聞こえるかもしれませんが、それが私たちの現実かもしれません。
長年、天文学者たちは天の川銀河が巨大な宇宙の空隙の中心付近に位置しているかどうかを疑問に思ってきました。しかし、数十年間、彼らはそれについて確信が持てませんでした。しかし、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡からの新しい画像は、私たちが実際に巨大な宇宙の空隙の中にいることを示唆しています。
最近の研究は、私たちの天の川銀河が実際にスーパーボイド、つまり約20億光年にわたる宇宙の巨大な空虚な領域の中心に位置している可能性があることを示唆しています。科学者たちは、スーパーボイドの存在が宇宙論における最大の謎の一つ、ハッブルテンションを解決する助けになる可能性があると考えています。ハッブルテンションとは、宇宙の膨張を測定する異なる方法が異なる結果を示すという困惑する問題を指します。
セルゲイ・マズレンコ、インドラニル・バンク、パヴァル・クパ、モーリッツ・ホスレ・バウアーが率いる新しい研究は、この問題に取り組もうとしています。彼らは、キーナン・バーガーC、またはKBCスーパーボイドと呼ばれるものを調査しました。これは最大3億パーセクにまで及ぶ、通常より銀河が少ない宇宙の巨大な領域です。この領域は一種の宇宙の空隙であり、宇宙の標準モデルに独特の問題を引き起こします。
しかし、KBCスーパーボイドの観測は、このモデルが予測するものと一致しません。研究者たちは、ハッブルテンションとバルクフローと呼ばれる2つの主要な問題に焦点を当てました。バルクフローとは、銀河の宇宙空間での動きを指します。標準モデルによると、銀河は特定の速度で動くはずです。しかし、新しい観測では、特定の領域、特にKBCスーパーボイド付近の銀河が予想よりもはるかに速く動いていることを示しています。これらの高速な動きは驚くべきものであり、現在の宇宙モデルとはうまく適合しません。
これらの問題を解決するために、研究者たちは新しいアプローチを使用しました。彼らは著者の一人、モーリッツ・ホスレ・バウによって開発された数学モデルを適用し、このモデルが正しければ銀河がどのように動くべきかを予測しました。彼らの発見は、このモデルを考慮すれば、観測された銀河の速度とラムダCDMモデルの予測との不一致を説明できることを示唆しています。より簡単に言えば、彼らは観測結果を私たちが期待するものとよりよく適合させる方法を見つけました。
彼らの新しいモデルは、天の川銀河がKBCスーパーボイドのような超巨大な空隙の中心に存在する可能性があることを示唆しました。研究者たちは「もし私たちの天の川銀河がスーパーボイドの中に存在しているなら、物事が宇宙のより密度の高い領域に向かって引き離されているのが見えるでしょう。そのため、もしあなたがこの空隙の中にいるなら、あなたの周囲は宇宙の他の部分よりも速く膨張します」と述べています。
この視点から観測者は、現在そうしているように、遠い初期宇宙で見つかるものと比べてより高い膨張率を計算することになります。私たちがこれまでに理解したことは、宇宙のタイムスケープモデルが、巨大な宇宙構造と広大な宇宙の空隙が、暗黒エネルギーの概念に頼ることなく宇宙の謎を説明できる洞察を提供しているということです。
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