謎に包まれているダークマターとは?最新情報を解説!

ダークマター 科学
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ダークマターというものはご存知でしょうか?

映画やアニメに出てきそうな名前ですが、宇宙はダークマターで溢れているとされています。

ですが、このダークマターは観測ができず、正体不明とされています。
少しずつ解明されようとしていますが、依然謎は深いままです。

このページでは、ダークマターについて最新情報を解説していきます。
さっそくチェックしていきましょう。

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ダークマターとは?

ダークマターは暗黒物質とも呼ばれていますが、決して中二病などではありません。

宇宙の大部分を構成していると見られているダークマターについて、分かっている特徴から見ていきましょう。

正体不明の可視化できない物質

宇宙が何でできているのか?
現在で分かっているものは5%ほどです。

というのも、現在の方法で可視化、つまり観測することができるのが、およそ全体の5%ほどということです。

その他の95%ほどが存在しているはず、ということですが、観測することができていません。

その分かっていない、未知の部分が、暗黒物質です。

暗黒と呼ばれているのは、分からない・見えないというところから来ているのですね。

質量は持っているようであるとされていて、存在はしているようです。

とても謎に包まれている物質ですが、都市伝説的なものではなく、存在しているというのは間違いなさそうですね。

ですが、このダークマターは観測できていませんし、一説の段階を出ることができずにいます。

ダークマターは宇宙の26.8%を占めている?

観測できるもの約5%とダークマターのみで宇宙が構成されているのではないようです。

実はダークマターは宇宙の26.8%で、その他にダークエネルギーというものが存在しているのでは?と言われています。

ダークエネルギーについては後述しますが、現代宇宙論としては観測できるもの4.9%、ダークマター26.8%となっています。

存在を確認できないものが、こんなにも多く占めている宇宙には、ロマンを感じざるを得ませんね。

また、同時に様々な危険も伴っているとも言えます。

ダークマターは冷たい?熱い?

この宇宙を構成している1つとされているダークマターは、コールドダークマターとホットダークマターとに分けられています。

コールドダークマターは、運動エネルギーが小さいとされていて、ヒッグシーノが候補として挙げられていますが、発見されていません。

ホットダークマターは、ニュートリノが候補として挙げられています。

コールドダークマターは宇宙の始まりと関連しているとも言われていて、コールドダークマターによって宇宙の密度揺らぎが成長させられたのではないかと考えられています。

実際には観測することができないので、温度ということではなく、性質においての冷たい、熱いということですね。

宇宙で重要な存在

コールドダークマターは、宇宙の始まりとも関係しているとみられていますし、宇宙のうち26.8%もの部分を占めているダークマターは非常に重要な存在ですね。

ダークマターが存在していないと、星は飛んで行ってしまうとも言われています。

全く見えない存在でありながら、非常に重要な存在であるダークマター。
縁の下の力持ちのようなものでもあります。

ダークエネルギーとの違い

では、先ほども少し触れたダークエネルギーとはどう違うのかについてもご紹介していきます。

ダークマターと似ている名前ですが、ダークエネルギーとはどんな存在なのでしょうか?

ダークエネルギーとは?

立場としては、ダークマターと同じように、存在しているのではないかと考えられているものです。

また、その働きに関しても議論がなされています。

観測することができないけれども、理論上存在しないと成り立たないというようなものですね。

ダークエネルギーは、宇宙全体に存在していて宇宙の膨張と関係しているとする説や、一般相対性理論の宇宙定数、真空のエネルギーとする説などがあり、存在自体が推測です。

ダークエネルギーは宇宙の68.3%を占めている?

ダークマターは26.8%とご紹介しましたが、実はダークエネルギーは68.3%を占めると考えられています。

謎のダークマターがほとんどを占めているのかと思いきや、ダークエネルギーが半分以上を占めているのですね。

ですが、推測であるダークマターとダークエネルギーが、宇宙の95.1%も占めているというのはすごいですね。

地球から夜空を眺めることができますが、このダークエネルギーも同時に眺めていることになるのでしょうか。

もちろん、目視はできないのですが、目のどこかには映っているかもしれませんね。

ダークマターは存在しない?

ここまでご紹介してきた未知のダークマターですが、存在しないとしても説明できる説もあります。

元々ハッキリ存在しているとは分かっていないものですが、存在しないわけではない可能性もあるのです。

少々ややこしくなってしまいますが、たくさんの説が考えられているということでもありますね。

ダークマターが存在しない、プラズマ宇宙論について見ていきましょう。

プラズマ宇宙論ではダークマターが存在しない

プラズマ自体はご存知でしょうか?
プラズマは、物質の固体・液体・気体に続く、第4の状態のことです。

雷やオーロラ、太陽までもがプラズマの状態で、非常に多く存在しています。

宇宙の99.9%がプラズマでできているという事実から始まっています。

創始したハンス・アルヴェーン、K・ビルケランドらは、この事実を元に、宇宙についての理論を打ち立てています。

プラズマ宇宙論を用いると、ダークマターは存在しなくても説明できる上に、銀河の回転曲線問題や宇宙大希望構造を説明することができます。

ビッグバン宇宙論では、説明が難しい部分まで説明ができるプラズマ宇宙論ですが、宇宙マイクロ波背景放射についてを説明できません。

現在では一般的な理論ではない

上記の、宇宙マイクロ波背景放射についての説明がつかないことと、ビッグバン宇宙論を裏付ける観測も増えていき、プラズマ宇宙論は関心が弱まってしまいました。

とは言っても、ビッグバン宇宙論では説明つきにくい部分を、説明つけている宇宙論です。

もしかしたら何らかの発見によって、プラズマ宇宙論、またはプラズマ宇宙論の一部などが脚光を浴びることもあるかもしれません。

ダークマター候補の物質

では続いて、ダークマター候補として注目されている物質についてご紹介していきましょう。

候補として挙げられている物質は、必ずしも観測されているとは限らず、未観測のものまでもが含まれています。

謎に包まれているダークマターは、どんな物質が候補として挙げられているのでしょうか?
こちらもチェックしていきましょう。

neutrino(ニュートリノ)

ニュートリノに関しては、日本のスーパーカミオカンデが、ニュートリノの質量を世界で初めて確認したことでも有名ですね。

これによって、2015年のノーベル物理学賞を梶田隆章が受賞しています。

ホットダークマターの候補として挙げられています。

当初はニュートリノが、宇宙にかなり多くの数存在しているのではと考えられていましたが、最近ではそこまで多くはないとされています。

axion(アクシオン)

アキシオンとも呼ばれていて、未発見の粒子です。

コールドダークマターの候補として挙げられているものです。

現段階ではまだ仮説上のものですが、このアクシオンを観測しようと様々な試みが行われています。
日本でも東京大学のグループ、京都のグループなどが検出を行なっています。

他にもアメリカやヨーロッパでも検出の実験が行われているので、いずれ発見されるかもしれません。

MACHO(マッチョ)

天体物理学の観点から候補に挙げられているのは、MACHO(Massive Compact Halo Object)です。

銀河ハローに存在するのではと見られている天体で、惑星などの恒星になれなかったものか、もしくは成れの果ての姿とされています。

一説にはもしMACHOがダークマターだとしたら、宇宙の40%ほどを占めるのではないかとも言われています。

ダークマターを描く映画

ダークマターはまだ未解明なものですが、その謎めいた性質だからこそ映画で描かれているものもあります。

ここでは、ダークマターを描く映画についてご紹介していきます。

ぜひ、週末のお楽しみの参考にしてみてください。

アルマゲドン2012

2010年の映画で、火星の近くを通り過ぎようとしていただけの彗星が、突如火星に衝突するところから始まります。

調査してみると、どうやらダークマターによって軌道を変えられてしまったようで、地球へ向かって進行して来ていることが判明。

もしダークマターが地球まで来てしまうと、地球全体規模での被害が想定されます。これを回避しようとするSF映画です。

アルマゲドンと名前のついた映画が非常に多いですので、注意してください。

スーパーストームXXX(トリプルエックス)

2006年の映画で、ダークマターが衛星から漏れてしまい、ダークストームとなってしまいます。

世界中がパニックに陥ってしまいますが、この事件の裏には怪しい人物もいるようです。

そして、ダークマターを浴びた博士は超人的なパワーを発揮できるようになり、立ち向かっていくというようなストーリーです。

CGなどはあまり費用がかかっていない印象で、B級感の漂う映画です。
B級感に抵抗が無ければ、楽しく見ることができます。

まとめ

ここまでダークマターについてご紹介してきました。

全く観測できないものを、見つけようとしているというのはすごい試みですね。

ダークマターが解明されれば、新たな技術などの糸口になるかもしれませんし、宇宙への理解が深まりますね。

宇宙誕生についても、ハッキリとすることがあるかもしれません。

観測されるその日を待ちましょう。

【参考サイト】

wiki
暗黒物質(wikipedia)
プラズマ宇宙論(wikipedia)
宇宙の大規模構造(wikipedia)
ダークエネルギー(wikipedia)
現代宇宙論(wikipedia)
ホットダークマター(wikipedia)
コールドダークマター(wikipedia)
プラズマ(wikipedia)
ハンス・アルヴェーン(wikipedia)
ニュートリノ(wikipedia)
アクシオン(wikipedia)
MACHO(wikipedia)
梶田隆章(wikipedia)

JAXA
ダークマター(JAXA)

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