1,500 個の超新星がこれまでで最も正確な暗黒物質と暗黒エネルギーの計算を提供

1998 年、科学者たちは 驚くべき宇宙の真実に出くわした. 宇宙が膨張しているだけでなく、膨張しているように見えます。 加速する 年月が経つにつれて、目に見えない力によって加速されます。

その神秘的な影響は、物理学における最大の謎の 1 つである暗黒エネルギーとしてすぐに知られるようになります。

それは、暗黒物質と呼ばれる私たちの宇宙の複雑な側面を補完するものであり、科学者の包括的な概念です。 1933年に初めて証明された 銀河が単純に崩壊するのを防いでいる隠れたハローのような障壁を構成するものを説明する. (人間の目では理解できないもう 1 つの力)。

しかし、暗黒物質と暗黒エネルギーのとらえどころのない性質を視覚で把握することはできませんが、数学でそれを測定することはできます。 そして水曜日には、 Astrophysical Journal の一連の論文、天体物理学者はなんとか配置することができました これまでで最も正確な制限 私たちの宇宙の構成と進化 – 暗い宇宙を含む.

パンテオン + と呼ばれる強力な分析メカニズムにより、チームは宇宙が約 3 分の 2 の暗黒エネルギーと 3 分の 1 の物質 (ほとんどが暗黒物質の形) で構成されていることを発見しました。 具体的には、宇宙の 66.2% が暗黒エネルギーとして現れ、残りの 33.8% が暗黒物質と可視物質の両方に属していると彼らは考えています。

パンテオン + の結果よりもさらにエキサイティングなのは、その操作方法が驚くべきものになる可能性があることです。 つまり、チームは一連の強力な宇宙懐中電灯を利用して時間をさかのぼり、100 億年以上前の宇宙の内容を記録しました。

「懐中電灯」とは、1a 型超新星のことです。

これらの星の爆発は非常に明るいため、銀河全体よりも明るいため、地球から数十億光年離れた距離から見ることができます。 それらは懐中電灯のようなものですが、長い廊下を照らす代わりに、空間と時間の無限のトンネルを照らします. 実際、それらは暗黒宇宙の発見にとって重要であり、1933 年には暗黒物質の存在が、1998 年には暗黒エネルギーが発見されました。

Pantheon+ は物事を次のレベルに引き上げました。 分析の背後にいる科学者は、1,500 を超える超新星に焦点を当てており、それらをまとめると、既知の宇宙の約 4 分の 3 をまとめて照らします。 おっと、確かに。

ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天文学者であるディロン・ブラウト氏は、「このPantheon +データセットを組み合わせることで、宇宙が暗黒物質に支配された時から、宇宙が暗黒エネルギーに支配されるようになった時までの宇宙の正確な見方を得ることができます。声明で述べた。

「このデータセットは、暗黒エネルギーがオンになり、宇宙の進化を現在までの最も壮大なスケールで推進するのを見るユニークな機会です」とブラウトは言いました.

これはいくつかの科学的議論を解決する可能性があります

将来、Pantheon+ の遺産は暗黒の宇宙を超越する態勢を整えています。

追加のボーナスとして、分析ツールは、宇宙が本当に加速するペースで拡大していることも確認しました。 と それは、科学的思考の基礎である素粒子物理学の標準モデルを支持する非常に有望な証拠を提供しました。

このフレームワークは、既知のすべての粒子が独立して、また相互にどのように動作するかをほぼ概説しており、暗黒宇宙の実際の内容に関する多くの主要な理論の基礎としても機能します.

「これまでの宇宙のダイナミクスと歴史に最も正確な制約を課すことができました」とブラウトは言いました。 「私たちはデータをくまなく調べた結果、これまで以上に自信を持って、宇宙が何年にもわたってどのように進化してきたか、そして暗黒エネルギーと暗黒物質に関する現在の最良の理論が強力であると言えるようになりました。」

言い換えれば、Pantheon+ は、暗黒物質と暗黒エネルギーの代替理論をまとめるべきだと言っているのかもしれません。 無関係 スタンダードモデルへ。 それらの理論は、まあ、間違っているかもしれません。

さらに、Pantheon+ データセットの個人的なお気に入りの結果についても話さなければなりません。 ついに、物理学者の間で長年続いてきたかなり熱くなった議論に終止符が打たれるかもしれません。

ハッブル定数として知られているものを解読する道を、私たちはついに歩み始めたのかもしれません。 並べ替え。

基本的に、私たちは宇宙が指数関数的に膨張していることを知っています。 文字通り、リアルタイムでそれが起こっているのを見ることができます。 しかし、科学者たちは、その膨張が起こっている正確な速度について同意することはできません. 解の鍵はハッブル定数ですが、その定数を計算する方法が異なれば、異なる答えが得られるようです。

パンテオン+のサンプルを別の科学的共同研究からのデータとプールした後、ハーバードのプレスリリースは、宇宙の現在の膨張率の最も厳密な局所測定値が得られた可能性があると述べています. (ここでのキーワードは「ローカル」です。後で出てきます。)

一言で言えば、コラボレーションは、ハッブル定数が毎秒 73.4 キロメートル (45.6 マイル)/メガパーセク (km/s/Mpc) であることを発見しました。 1.3%の不確実性.

「別の言い方をすれば、1 メガパーセク、つまり 326 万光年ごとに、近くの宇宙では空間自体が時速 16 万マイル以上で膨張していると分析が推定している」とリリースは説明している。 文脈上、この数字は 2001 年のちょうど真ん中です。 72 km/s/Mpc のランドマーク測定 その後、74 km/s/Mpc が報告されました。

しかし、69.8 km/s/Mpc の定数を示唆する別の主要な測定値とはかなりかけ離れています。

ええ、はい、まだ矛盾があります。 繰り返しになりますが、Pantheon+ の定数は「ローカル」測定に基づいています。

そのため、パンテオン + チームは、「宇宙の歴史のまったく異なる時代からの観測は、別の物語を予測する」ことを強調しています。 したがって、ある意味で、新しい対照的なハッブル定数を持つことは、 いいえ ハッブルの緊張を解決するのではなく、すでに悩まされている議論を高めているのでしょうか? 私が言ったように、それは複雑です。

「データセットでこれらの問題に対する新しい解決策の手がかりを見つけることができると考えていましたが、代わりに、データがこれらのオプションの多くを除外し、深刻な不一致が相変わらず頑固なままであることがわかりました」とブラウトは言いました. .

しかし結局のところ、Pantheon+ の結果は非常に手付かずのものであるため、ハッブルの絶え間ない議論のどこに論争点があるのか​​を少なくとも解明できるかもしれません。

「最近の多くの理論は、非常に初期の宇宙におけるエキゾチックな新しい物理学を指摘し始めています」とブラウトは言いました. 「しかし、そのような検証されていない理論は科学的プロセスに耐えなければならず、ハッブルの緊張は引き続き大きな課題です。」

物理学は、複雑なパズルと難問、そして正直なところ、真っ直ぐな障害物でいっぱいです。 しかし、私はこれらのハードルが、フィールドを維持し、心を向け続けるためのモチベーションとして想像するのが好きです. Pantheon+ が最初に革新されたのはそのためです。

そして、このメカニズムにより、私たちは宇宙の暗黒面についての真実を分析することにおいて確実に前進しました – 少なくとも. または、ブラウトが言うように、「パンテオン + は、暗黒エネルギー、その起源、およびその進化を制限する最高のチャンスを私たちに与えてくれます。」