見えない宇宙と未知なる物質について NO.1

ダークマターは日本語で暗黒物質と言われており、宇宙観測で存在が予言されている物質です。太陽系の各惑星は、ケプラーの法則に沿って面積速度一定で太陽の周りを公転しています。一方、銀河は我々の住んでいる太陽系を含んだ状態で更に大きく回転しています。但し、銀河の回転速度はケプラーの法則にあっていません。銀河の各恒星は、ほぼ同じ速度で回転しています。銀河中心からの距離が近くても遠くても変わらない。この観測結果から未知の物質の存在を想定して説明しようとしているのがダークマターです。

銀河外周の恒星の回転速度を上げるには大きな未知の重力源が必要となる。そしてこの未知の重力源の発生には既存物質の数十倍の量が必要と考えられている。更に、遠くの銀河を観測した時に大きな重力源の影響と考えられる光線の歪み( 屈折 )現象がある。重力レンズ効果と言われている。この現象は可視光線等の観測で存在を確認できる星々等の物質総量を合計しても不足する。従って未知なる重力源が必要となる。この未知なる物は重力のみに反応し可視光線やX線等では捉えられない。私達の住んでいる時間も含めた4次元の時空にどのような形で漂っているのか不明である。はっきりしている事は重力のみ検知出来る質量を持ったエネルギー体である。そして私達の宇宙とは直接繋がらない異次元から重力のみ影響を及ぼしていると考えられている。異次元の空間に私達と異なる宇宙があり、ダークマターが重力を媒介して私達の宇宙に影響を及ぼしている。

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この記事へのコメント

華の熟年
2014年02月05日 09:19
超紐理論では空間は3次元ではなくて9次元あると予言されている。この理論に基ずいて異次元空間を想定すればダークマターの説明がつく。超紐理論では私たちの4次元時空以外の次元は0.1㎜以下の極小のサイズであると言われている。微少な異次元空間内を運動している粒子があっても検知出来ず、静止している重力源としてのみ観測される。現在この異次元空間を探し当てる観測実験を世界各地で色々な実験手法で行われています。重力の強さは距離の2乗に反比例する。もし余剰次元があればこの法則が破れると予測されている。0.001mmの距離での重力の強さを精密測定する実験も予定されている。

一方、異次元空間内の粒子が対消滅した時に発生する電子と陽電子が我々の空間にぽっと出現すると仮定すれば陽電子が増加すると考えられている。逆に加速器で粒子と粒子をぶつけた時に、3次元空間の外に出て行き消えてしまう事も考えられている。重力レンズ効果については、高性能の天体望遠鏡で観測が続けられておりダークマターの天体分布図も作成されつつある。私たちの住む4次元時空と異次元を出入りする素粒子の観測に成功すればその存在証明に大きく近づきます。
華の熟年
2014年02月05日 19:27
追伸
本文の内容は複数の専門書、複数の雑誌、学校で習った事を参考にして書いてあります。丸写しではありません。(^_^)
ヤシャス
2014年06月28日 12:12
私には少し複雑すぎる文章ですが、銀河系内に恒星があるというのはいい線を行っていると思います。
私はもう少し知っているのでご説明させていただくと、
この銀河の中には無作為に恒星が散らばっているのではなく、全て太陽系を構成しているのです。我々の地球が所属しているような。そして銀河の中心から最も遠い太陽系は約2万6000年かけて回転しているのです。
中心からの距離で速度は変わるのです。太陽系の惑星周期と同じように。
華の熟年
2014年06月28日 14:31
ヤシャスさん こんにちは。
ようこそ当ブログへ歓迎します。

おっしゃる様に我々の住んで居る地球は、恒星である太陽の周りを1年かけて回転していますね。他の恒星同士とも重力を及ぼしあっており、更には遠く離れた銀河でもそれぞれ繋がりが有ります。最近の天体観測による知見では、銀河を構成している各恒星の回転速度を詳細に調べたところ、ケプラーの法則とは合わない観測データが次々と出て来ています。つまり、銀河の周辺に膨大な質量の物質が存在する事に成っています。その観測データを元に理論的に考え出されたのが、ダークマター(暗黒物質)と言う物です。

影も形もないが、この宇宙を漂っているに違いないと考えられている未知の物質であるダークマターを捕まえる為に岐阜県・神岡鉱山にスーパーカミオカンデが作られて既に完成し、東京大学宇宙線研究所が報道陣に公開しています。この装置でダークマターを観測します。

出来上がったのは地下千メートルに位置する高さ15メートル、広さ300平方メートルの空間。水800トンのタンク建設や、液体キセノン1トンを満たす検出器製作などに取りかかり稼働する日が近づいています。

科学は日進月歩で、次々と新しい発明や発見があります。理論的な方程式から得られた解について、実験や観測で検証して行きます。ダークマターの存在が実証されればノーベル賞は確実で、この宇宙の成り立ちの解明に一歩近づきます。

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