【宇宙】宇宙の加速膨張は「プランクスケールでの時空の伸び縮み」の蓄積か ©2ch.net
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カナダのブリティッシュコロンビア大学(UBC)の物理学者チームは、宇宙の加速膨張を説明する新しい理論を発表した。その理論によると、極微小な領域でみたときの時空間は静的なものではなく、それ自体がゆらぎながら伸び縮みを繰り返している。
このとき、時空が伸張する方向の変化のほうが、収縮方向の変化よりもわずかに勝っているため、その差が積み重なって巨視的な宇宙の加速膨張につながるという。この理論には、宇宙定数に関する未解決の問題を解決できるメリットがあると研究チームは主張している。研究論文は、素粒子・宇宙論分野の専門誌「Physical Review D」に掲載された。
ハッブル宇宙望遠鏡によるIa型超新星爆発などの観測データから、現在の宇宙は加速度的に膨張を続けていると考えられている。しかし、宇宙の加速膨張を駆動しているはずの斥力が何に由来するのかという説明はついておらず、その力は、正体不明のエネルギーとして「ダークエネルギー」と呼ばれている。プランク衛星による宇宙マイクロ波背景放射(CMB)観測データからは、ダークエネルギーは、宇宙の全物質・全エネルギーの約68%を占めると示唆されている。
ダークエネルギーの正体をめぐっては、場の量子論から導出される「真空のエネルギー」が有力候補に挙がっている。場の量子論では、真空の空間は完全に空っぽの無の状態ではなく、常に粒子と反粒子が瞬間的な生成・消滅を繰り返している動的な場であるとみなされる。そこでは真空自体がエネルギーをもっていると考える。この真空のエネルギーによって、宇宙の加速膨張が駆動されていると説明するわけである。
ただし、この理論にも、現状では大きな問題があることが指摘されている。観測データから宇宙の加速膨張に必要な宇宙定数(アインシュタイン方程式に現れる定数項Λ)を求めると、非常に小さな値が出てくる。これは宇宙が小さな加速度でゆっくりと膨張を続けているという観測結果に対応している。一方、場の量子論に基づいて真空のエネルギー密度を計算すると、宇宙定数と比較して1050〜10120倍という非常に大きな値になってしまう。つまり、2つの値の桁が、まったく合っていないことになる。
したがって、この理論で宇宙の加速膨張を説明しようとすると、真空のエネルギーの大きな値を相殺する作用をもつ別の宇宙定数のようなものを探してくる必要が生じる。しかも、10120オーダーという偶然にはありそうもない超精緻な桁合わせが、実際に起こっている理由まで考えなければならなくなる。
この問題を解消することを目指して、研究チームは今回、真空のエネルギーに関して再検討を加えることにした。その検討の際には、真空のエネルギーの値に関して「場の量子論から計算される巨大な値をシリアスに扱うこと」をひとつの条件として課した。また、もうひとつの条件として、「真空のエネルギーは、重力の理論であるアインシュタインの一般相対性理論に従うものとする」と仮定した。
これらの条件の下で、真空のエネルギーについて再検討したところ、従来とは違う結果が得られた。研究チームの新しい見方によれば、真空のエネルギー密度は不均質であり、常にゆらいだ状態になるという。
真空のゆらぎは、宇宙の各点で時空の振動(伸び縮み)をもたらす。このとき、隣接する各点における振動の位相は異なっている。プランクスケールの極微小領域(プランク長は約10-35m)での真空のエネルギーの効果は依然として巨大なものであるが、宇宙規模の巨視的スケールでみると、隣接点同士で振動がほぼ打ち消しあうため、小さな宇宙定数となって現れる。真空のエネルギーと宇宙定数のあいだに生じる桁ずれは、このようにして説明できるという。
また、振動する時空は、伸張方向の変化が、収縮方向への変化をわずかに上回ると考えられ、これによって宇宙の加速膨張が説明できるとする。伸張方向の変化のほうが大きくなる理由は、各点での振動が弱いパラメータ共振を起こすためであるという。パラメータ共振とは、振動子のパラメータに周期的変化を与えることによって、振動が増幅(または減衰)する現象を指す。たとえば、ブランコをこぎながら姿勢を変えて体の重心を上手くずらすことによって、ブランコの振れがだんだん大きくなるのも、典型的なパラメータ共振である。
時空の伸び縮みは、電子の大きさの10億分の1のさらに10億分の1以下といった、途方もなく小さな領域で起きていると考えられている。そのため、時空の伸び縮みを人間が感じ取ることはできない。また、現時点では、そうした振動を検出する技術もない。
(以下省略、つづきはウェブで!)
http://news.mynavi.jp/news/2017/05/25/045/ >>194
>原子間距離や素粒子の波動関数も含めて全てが膨張している(画像のピクセルサイズが拡大するイメージ)
観測できないじゃん・・・ >>208
赤方偏位といえばナポリタンのフラッシュだな。
といって知ってる人間がどれほど2ちゃんねるに残っているのか 開けたら野良ハムスターだったので読むか読まないか迷ってるんですが。 >>1
翻訳じゃなくてオリジナル記事なんだ。
日本人にこんな記事書く科学ジャーナリストいるのか。 これ、量子が粒子と波の性質を持っている様に観測されることと関係あんじゃね? 宇宙の膨張速度は光速を超える。
しかし観測者は光速より遅いものしか観測できない。
だから、宇宙には果てがあるようで実は果てがない
なんて事を聞いた事があるのだが、
小さな揺らぎが積み重なって大きな膨張になるって言われても
俺には揺らぎの伝搬速度が光速を超えるとは思えない。 単に波と粒子が拡散してるんじゃなくてプランク長自身が伸び縮みしてんの? >>208
赤方偏移が距離に比例しているってのは、
少し遠い銀河はそれなりの速度で、遠い銀河は速い速度で、はるかに遠い銀河は目茶苦茶速い速度で、遠ざかってる
ってだけの話なんだけど
それを宇宙の膨張と言うのはそれほど飛躍した論では無いと思うが。 >>223
後退速度じゃなくて、今は空間が伸びてるから波長が伸びる、遠方ほど長い距離=長い時間膨張にさらされるから、だろ。 そもそも時間や空間、重力が何なのか証明できない以上机上の空論に過ぎません レッドシフトも未知の物質の作用せいだったって感じがするな >>206
分かってると思うが、赤方偏移って単なるドップラー効果のことだよ。
空間自体が伸びて、結果的に遠方銀河との距離が伸びてるから、向こうからの光の波長も伸びてる、ってだけの話だよ。
>>209
例えば、自分が画像の真ん中のピクセルだと仮定してみたまえ。
画像全体が拡大すれば、画像の端っこの方が自分から遠ざかっていくのは観測出来る。 >>229
ピクセル=プランク距離、もしくは素粒子が拡大してるなら、観測できないな。
空間は伸びてるが、構成要素は拡大してない場合には、観測できる。 ものさし自体が変わるからって言う意味か?
そういうことになるのかな。
でもドップラー効果は観測できる気がするがなあ。 プランクレベルで空間が伸びてるとして、
光速度不変の法則が変わらないなら、
光がプランク距離を通過する時間が遅れるから、
赤方偏移が発生するということですか? なにもわかってないので努力してくださいとしかいえません。 >>233
まあそんなイメージだったんだが、空間がプランク長で量子化されてるという前提に立てば、
空間と物質の同時膨張を考えてしまうと赤方偏移は起こらなくなってしまうな。
230や231の言う通りな気がしてきたわ。 俺、知ってたで。
@政令市駅弁国立理学物理系修士46歳無職オッサン >>235 その場合、絶対値的尺度の基準がないので、そのようになるということか。
困った話だな。 イタズラ(ドッキリ)スケールとはよく言ったもんだなあ
マックス・イタズラさんも満足だろう >>21
何故だろう、ドラえもんがドラミの下着を4次元ポケットにと変換された >>239
ドラミはどんな下着を身につけているのかと、小一時間。 >>200
宇宙論はコスモロジー
宇宙はユニバース
空間はスペース
じゃないか ダークマターを想定しなくても銀河の回転運動を説明できる説もあるみたいだし
ダークエネルギーも真空のエネルギーと考えれば自然なのかも オレの体が実は伸び縮みしているが観測することはできないってこと? >>245 全てが一様に膨張した場合、それを計測できる指標はなくなるはず。
これはそういった話ではないのかな。
でも赤方偏移が・・・・・ ところでおまえらのもやしは
膨張してそのサイズなの? この空想をどうやって金にしてるんだよ科学者みたいな連中は? つまり、この説は空間はバネのようなものといいたいのだろう。
バネは伸ばしすぎると馬鹿になって縮みにくくなる。
縮めるぶんには馬鹿にならないので、元のサイズに戻る。
そんな性質があるので、自然と大きくなる、みたいな感じ。 プランクスケール内は測定しようがないから何とでも言えるとほざいてるんじゃないか? >>9-10
三歩進んで二歩下がるっていうことだろうな要するに >>24
外なんてないかもよ
実際には我々が縮んでて宇宙の大きさは変わってないかも パラメータ共振が何で伸縮の非対称性と結びつくのかさっぱり分からんな。 >>257
最初に伸び縮みに非対称性が導入されればパラメータ共振で伸び方向に
より大きく振れ始めるというのはイメージ的にはなんとなくわかる(計算してないけど)
ただしパラメータ共振は最初に伸び縮みの対称性が破れる原因ではないはず
なんで伸び縮みに差が生じるのかはよくわからんね >>250
空想の合間に、実験で確かめられたところまでを大学で教えて金をもらっている。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています