この動画は、宇宙物理学者チームが宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の解釈に疑問を呈し、ビッグバン理論の決定的証拠とされてきたCMBが実際には初期銀河からの光である可能性を示唆した研究について解説している。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測データから、予想よりもはるかに早期に形成され急速に成長した銀河の光が、現在観測されているCMBの一部または全部を説明できる可能性があることを論じている。この発見は現代宇宙論の標準モデルであるΛCDMモデルの基盤を揺るがす可能性がある。
宇宙マイクロ波背景放射への新たな疑問
宇宙物理学者チームが、私たちは宇宙マイクロ波背景放射を誤解していた可能性があると述べています。この宇宙マイクロ波背景放射は、これまでビッグバン理論の歴史的に決定的な証拠とされてきました。そして彼らの主張は恐ろしいほど説得力があります。この論文は一部の人々に眠れない夜をもたらすような予感がします。
宇宙マイクロ波背景放射、略してCMBは、名前が示すように電磁スペクトルのマイクロ波領域の放射線です。これは私たちの周りの至る所に存在し、約2.7ケルビンという極めて安定した温度を保っています。参考までに言うと、これは私の夫が快適だと考える温度とほぼ同じです。
ビッグバン理論では、CMBは初期宇宙を満たしていた高温の核プラズマから来るとされています。そのプラズマ中には大量の放射線が存在していました。そして粒子が原子に結合すると、放射線はほぼ自由に移動できるようになります。
この残存放射線の波長は、その後宇宙の膨張とともに引き伸ばされます。これは波長が長くなり周波数が小さくなることを意味し、そのため平均エネルギーが小さくなります。物理学者が言うところの、光が赤方偏移するのです。これが、CMBが今日このように冷たい理由です。130億年間冷却され続けてきたからです。
CMBの温度ゆらぎとその意味
しかし、CMBの温度はすべての方向でほぼ完全に同じですが、これは完璧ではありません。10万分の数パーツ程度、わずかに暖かかったり冷たかったりするパッチがあります。これらがCMBの温度ゆらぎです。これらは初期宇宙のプラズマ中の密度ゆらぎから来るものです。少なくとも私たちはそう考えていました。
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡がもたらした新発見
ここで新しい論文の話になります。著者たちはジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が提供したデータから結論を導き出しています。この望遠鏡は、銀河が予想よりもはるかに早期に形成され、はるかに速く巨大化していることを発見しました。これまでにも話してきましたが、これはダークマターの予測と矛盾しています。しかし新しい論文は、さらに驚くべき、より一般的な結論を導き出しています。
彼らは、これらの銀河が迅速に大きく明るく成長した理由が何であれ、明らかにそれは起こっていると述べています。そしてこれらの銀河からの光は、当時大量に存在していた塵を加熱します。これにより初期銀河からの光は非常に拡散し、熱平衡化します。そしてその光は再び宇宙の膨張とともに引き伸ばされます。
驚くべき計算結果
そして驚くべき部分がこれです。著者たちは、この光の現在の温度が、私たちが宇宙マイクロ波背景放射を測定している範囲にもっともらしく存在すると計算しています。彼らは「最も保守的な推定値でさえ、大質量初期型銀河は現在のCMBエネルギー密度の1.4%から全体までを占める」と書いています。これをよく考えてみてください。
彼らの最も保守的な推定値が、現代宇宙論の全基盤に挑戦しているのです。まさに何気なくそう言っているのです。これは現在受け入れられている宇宙論の標準モデル、ダークエネルギーとダークマターを含むΛCDMモデルとしても知られるものに大きな問題を生み出します。このモデルはCMBデータを分析して主要パラメータを抽出することに依存しており、それはCMBがその高温プラズマから来たと仮定しているからです。
既存の宇宙論モデルへの影響
もしそれがプラズマからではなく初期銀河から来たのであれば、これは他のパラメータのほとんども間違っていることを意味します。なぜなら分析は高度に相互依存しているからです。この結果に対する批判がすぐに出てくることを予想していますが、それを取り除くのは容易ではないと思います。
この論文の著者の一人であるPavel Kroupaは修正ニュートン重力の非常に声高な支持者であることを言及する価値がありますが、この論文はそれについてのものではありません。むしろ単に、よく考えてみよう、物事が合致していないと言っているのです。
ちなみに、この動画にはあなたがどれだけ理解したかをチェックできるクイズが付いています。もし彼らが言っていることが正しければ、ビッグバン理論にとって何を意味するのでしょうか。それはあなたがビッグバンで何を意味するかによります。
ビッグバン理論の再定義
個人的に私は「ビッグバン」という言葉を、過去への外挿における宇宙の始まり、最初の瞬間を指すものとして捉えています。一部の科学コミュニケーターは代わりに、宇宙が膨張するという考えを指すためにそれを使用しています。また他の人々は、宇宙がラムダCDMによって予測される通りの正確な方法で膨張するという考えを指すためにそれを使用しています。
この新しい発見は宇宙の最初の瞬間について何も教えてくれません。なぜならこれらの初期銀河は、その後数億年程度経ってから生まれたからです。だからこの新しい論文は、ビッグバンのこの概念について何も変えません。
また、宇宙が膨張するという事実について何も変えません。これを支持する証拠があまりにも多すぎるからです。ビッグバンだけでなく、赤方偏移そのものや構造形成もです。だからこの新しい発見が穴を開けるのは、時としてビッグバン理論と呼ばれるダークエネルギーとダークマターを含む特定の標準理論なのです。
宇宙論の新たな方向性
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