それは目的のない計算、あるいは実行不可能であるように思えるかもしれませんが、科学者は宇宙の「重さ」を推定することができます。なぜなら、この情報によって宇宙に関する多くの研究や調査を行うことができるからです。明らかに、これは簡単な「計算」ではなく、物理学者は非常に複雑な観察と分析を利用する必要があります。
最近の研究で、宇宙の重さを表す値の不一致が特定されたことが判明しました。この異常は単純な誤差または観測値の「ノイズ」の結果である可能性がありますが、その違いは、宇宙の重さに関する値の不一致を示している可能性があります。宇宙の科学者には未知の要素であり、物理学が宇宙論の標準模型を見直す必要性もあります。
宇宙規模
宇宙の重さを計算するために、科学者は宇宙に存在する物質の密度とその凝集指数を測定します。なぜなら、宇宙は均一に分布していないからです。これを行うために、物理学者は「弱い重力レンズ」と呼ばれる宇宙効果を使用します。この効果は、宇宙に分散している物質に対する遠方の銀河の構造の重力の作用によって引き起こされる、遠方の銀河から発せられる光の小さな偏りで構成されています。
この現象は、単一の銀河で観察された場合、その効果は非常に弱いため、科学者にはあまりわかりません。ただし、数万個単位で測定すると、（たとえそれが非常にわずかであっても）ずれがより顕著になります。さらに、重力レンズがなければ、これらの構造が地球に対してランダムな向きを持っていることを考慮すると、地球上で観察される銀河の形状が平均して楕円形であるのはこのためです。より円形に近づきます。
天文学者はこの効果を利用して、多数の銀河を含む観測可能な宇宙の大部分、つまり約 1,500 万個の銀河が存在する領域にどれだけの物質 (従来の銀河と暗黒銀河) が存在するかを計算しました。さらに、科学者たちは銀河間の距離も考慮に入れました。これは、いわゆる「赤方偏移」に基づいて推定されます。これは、銀河が放出する光の量が銀河の赤い側のより長い波長にシフトすることを意味します。スペクトラム。
不一致
研究者らは、チリのパラナル天文台のキロ度サーベイ (KiDS) と VISTA キロ度赤外線銀河サーベイ (VIKING) プロジェクトによって実施された膨大な量の観測を組み合わせ、同じ銀河からの別のデータ群と比較しました。 、同じくパラナル天文台の一部であるがより堅牢な超大型望遠鏡と、ハワイにあるケック望遠鏡によって収集されました。これに基づいて、科学者たちは調査した領域の物質の宇宙密度を決定することができ、「シグマ-エイト」と呼ばれる結果を得ました。
これと同じ研究が別の科学者チームによって行われていましたが、その価値観は一致しませんでした。もう 1 つの研究は、欧州宇宙機関のプランク衛星を使用して行われた観測に基づいたもので、宇宙マイクロ波背景放射、つまりビッグバンから約 38 万年後に放出された宇宙最古の残留放射の調査に焦点を当てています。この調査では、物理学者たちは、当時調査された原始宇宙の各部分の温度変化と宇宙背景放射の偏光をマッピングし、この結果から現在のシグマ 8 がどのようになるかを推定することができました。
最初の研究で見つかった値は 0.81 でしたが、今回の結果は 0.74 で、科学者が「シグマ エイト テンション」と呼ぶものを生み出しました。研究者らは、この不一致が観測中に捕捉されたノイズによって引き起こされ、データに干渉を引き起こす統計的異常によるものである可能性はわずか 1% と推定され、小さいと説明しました。したがって、チームの一方 (または両方!) が計算ミスをした可能性があります。
しかし、計算を確認し、新たな観測を行うことで上記の可能性が排除される場合、科学者は標準宇宙論モデルの見直しとその概念の再定式化を提案する必要があるだろう。これが実現すれば、宇宙におけるエネルギーと暗黒物質の性質と割合、それらが相互作用する方法や通常の物質と相互作用する方法など、いくつかの宇宙の謎が最終的に解明されるかもしれません。このようにして発見が可能となり、それが新しい物理学の起源となります。
モデルのレビュー
物理学者が宇宙定数の不一致を特定し、標準モデルの改訂が提案されたのはこれが初めてではない。シグマエイト電圧に加えて、宇宙の膨張率で構成されるハッブル定数に関連するハッブル電圧があります。
数年前、さまざまな科学者チームがさまざまな価値観に到達しました。したがって、計算を見直し、実施された研究を進めた結果、今日では、その違いが単なる偶然の結果である可能性は 350 万分の 1 であるというコンセンサスが得られています。シグマ エイト テンションはまださらに調査する必要がありますが、この異常は物理学に大規模な見直しが必要である可能性を示唆する他の異常に追加されます。
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