2011年9月2日金曜日

【宇宙物理】「暗黒物質は幻想」、新しい反重力理論

科学ニュース+板 (32/149)

1: ◆EMP2/llDPmnz @透明な湖φ ★ 2011/09/01(木) 19:11:00.68 ID:??? BE:843859384-PLT(14645) << 2 18 23 31 75
 神秘的な暗黒物質(ダークマター)は、寿命の短い物質粒子と反物質粒子の間で働く重力相互
作用が作り出した幻想にすぎないのかもしれない。

 暗黒物質とは、宇宙の質量の4分の1を占めると考えられている見えない物質のことだ。存在が
初めて提唱されたのは1933年。銀河団外縁部の銀河の回転速度が、"可視質量"に基づく理論値
より速い理由を説明するためだった。

 観測された速度だと、外縁部の銀河は銀河団の外へ放り出されてもおかしくない。重力的に束縛
できる十分な質量が銀河団で観測されていないからだ。

 このため、物理学者は銀河の周囲に目に見えない物質のハローが存在すると仮定したのである。
暗黒物質が存在すれば欠損質量の問題が解決し、構成銀河を銀河団に引き留める強力な重力場
の存在も説明がつく。

 しかし今回、スイスにある欧州原子核研究機構(CERN)の物理学者ドラガン・ハジュコビッチ(Dragan
Hajdukovic)氏が、「量子真空における重力的分極(Gravitational polarization of the quantum vacuum)」
に基づく新説を提唱した。

◆"仮想"粒子で満たされた真空

 量子真空とは、物理的概念での真空状態のことだ。決して「何もない」状態ではなく、仮想粒子と
反仮想粒子が活発に対生成と対消滅を繰り返している。

 反物質粒子は、物質粒子とは対照的な存在である。例えば反陽子は、原子の基本要素である
陽子の逆の電荷(負の電荷)を持っている。

 物質と反物質が衝突すると、瞬間的にエネルギーを発して対消滅を起こす。量子真空状態で自発
的に生成される仮想粒子は高速で現れては消えるため、直接は観測できない。

 ハジュコビッチ氏は新しい数学モデルを用いて、仮想物質と反仮想物質が重力的にも逆の性質だ
としたら何が起こるのかを研究している。ただし、その発想自体は他の研究者も以前から提案して
いる。

「現在主流の物理学では重力荷は1つというのが常識だが、私は2つと考えている」と同氏は話す。

 物質は正の重力荷を持ち、反物質は負の重力荷を持つという。物質と反物質は重力的に反発する
ため、反物質の物体は物質で構成される地球の重力場で「落ちる」ことはない。

 ただし重力的反発は電気的引力と比べてはるかに弱いため、粒子と反粒子の衝突は起こり得る。

◆銀河の重力が増大する仕組み

「反重力粒子」という発想には特異な印象を受けるが、理論は量子物理学の定説に基づいていると
いう。

 例えば、2つの粒子が団結して作り出す「電気双極子」は以前から知られている。正電荷を持つ粒
子と負電荷を持つ粒子が微小な距離だけ離れて存在する状態である。

 理論上、量子真空の空間には仮想粒子が作り出した電気双極子が無数に存在する。

>>2へ続く

ソース:ナショナルジオグラフィック
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20110901001&expand#title

画像

暗黒物質存在の決定的な証拠と考えられている弾丸銀河団。
2: ◆EMP2/llDPmnz @透明な湖φ ★ 2011/09/01(木) 19:11:34.62 ID:??? BE:2136019199-PLT(14645) << 1 18
>>1の続き

 すべての電気双極子はランダムに配向されている。しかし、電場が存在する環境で形成されると、
すぐに電場の方向に沿って一直線に並ぶという。

 場の量子論では、この電気双極子の唐突な整列(分極化)により、第2の電場が生まれて既存の
電場と結合し、全体として強度が増大するとされている。

 ハジュコビッチ氏は、重力でも同様の現象が起きると提唱する。仮想物質と反仮想物質の粒子が
異なる重力荷を持つ場合、ランダムに配向された重力双極子が空間に生成されるという。

 強力な重力場を持つ大質量の天体である"銀河"の近くで重力双極子が生成された場合、やはり
分極化が起こるはずだ。

 そして第2の重力場が生まれて銀河の重力場と結合し、重力が増大するに違いない。

「この理論なら暗黒物質がなくても銀河の重力場は強くなる」とハジュコビッチ氏は説明する。

◆暗黒物質の証拠は"揺るがない"

 イギリスにあるバーミンガム大学の物理学者デイビッド・エバンス氏は今回の研究を受け、「非常に
興味深い新説だが、暗黒物質存在の証拠は揺るがない」とコメントしている。

 例えば2006年には、暗黒物質が存在する証拠とされる弾丸銀河団の画像が公開された。2つの銀
河が衝突した衝撃で、暗黒物質と可視物質が分離する様子が写し出されているという。

 2011年の初夏にもパンドラ銀河団で同様の現象が観測された。

 ハジュコビッチ氏の研究の概要は、「Astrophysics and Space Science」誌8月号に掲載されている。
18:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 19:22:51.26 ID:taDXnmpZ << 21
>>1-2
その新しい理論を実験的に証明してくれ
話はそれからだ
21:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 19:31:46.49 ID:SflHmD3T
>>18
宇宙の観測範囲は0.1%に満たないし、その情報の精度は数割の単位で誤差がある。
精度があるものは平均的に見て誤差がすくないみたいな説明しかない。
天の川銀河系の目立つ星の距離と位置の観測地図ですらまだまだ未完成で
いまは半分ぐらい観測できたぐらいかぐらいで、宇宙全体とかまだまだ
未開拓の未知の領域だってこと。そんなのに対して証明とかありえない。
現実社会で実証された科学技術と、SFまがいの最先端科学では
まったく違うレベルの正しさと愚かさの差がある。

23:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 19:33:15.29 ID:C0G5WyrA << 62
>>1
暗黒物質、ダークマターは存在しないという研究ってたけで意味があるな。
それだけガタがきてるってことだからな、
これからどんどん離反組みが出てくるんじゃないのか。
62:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 20:49:41.65 ID:es3/IKc2 << 65
欧米の人達って、やたら重力を司る粒子に拘るよな。
だから負の重力荷なんて考えが出てくる。
E=mc^2を考えれば、そんなもん存在しないと考えそうなもんだが。

>>23
ダークマターって光学的に観測された物以外の何かが銀河に作用している
っていうだけで、ダークマターなる理論物質があるとは言ってないから
ガタがきてるとは言えないんじゃないか?

>>31
光速度不変なんだから光は光速で進むでしょ?
>>31の光の質量ゼロが正なら、(言い方が変だが)物質も質量ゼロのはず。
ってことは質量てのは見せ掛けの存在ということになる。
65:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 20:59:35.43 ID:0Fk0Q5B3 << 80
>>53
オマエも低知識で知ったかぶりするよなw

普通の電磁波なら(当然、光速で飛ぶ)、そのエネルギーはたいした量ではない。
しかし、ここで提示した低速電磁波なら、エネルギー及び質量はたちまち巨大化する。

>>62
>光速度不変なんだから光は光速で進むでしょ

確かに光は光速で進む。ここで言ってるのは、Cより低速ですすむ光子(したがってこの時点で「光」ではない)を想定してるだけのこと。
80:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 22:04:21.27 ID:es3/IKc2
>>65
「光速以下で飛ぶ光子」なるものが存在してるとしてでしょ?
少なくとも地球上で確認されていない物が存在してるとは思えんなぁ。

まだ空間の歪みや振動が重力として目に見えると言った方が理解できる。
まぁこれ言っちゃうと、空間が振動してるだけで物質(として見えているもの)は
空間を移動しないってことになるけど。
31:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 19:50:36.27 ID:0Fk0Q5B3 << 33 34 36 53 62 63 134 145
>>1
>暗黒物質とは、宇宙の質量の4分の1を占めると考えられている見えない物質

しかし、相対性理論を真に理解してる者なら、この「暗黒物質」の正体はいとも簡単に分かることだろう。

質量とエネルギーの等価原理(E=MC^2) により、宇宙空間に充満しているエネルギー自体に質量があるのは自明のこと。
では、その「エネルギー」の実態は果たして何なのか?

それは多分、速度が光速(C)以下の光子(あるいは電磁波)であろう。
光子が光速で飛ぶ場合には、観測上からも質量はゼロとハッキリしているが、
しかし、その光子の速度が光速より遅くなると質量を有することは、当然考えられることである。

すなわち、宇宙空間を光速(C)以下の速度で飛ぶ光子、それが「暗黒物質」の正体であろう。
33:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 19:53:39.59 ID:q36hM0R8
>>31
はいはいトンデモトンデモ
34:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 19:53:40.17 ID:Hnm5RmCo << 36
>>31
相対性理論に光速度不変の原理ってのがあるはずだけど
53:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 20:26:04.45 ID:WFlgaqPT << 65 131
>>31
電磁波のエネルギーじゃあ宇宙の総質量の0.001%にも満たないってことくらい馬鹿でも知ってる。
131:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 01:12:30.64 ID:t2JpTJgp << 135
>>53
横レスで、しかも当方、素人で申し訳ないのだが、
そんなに小さい値なのかな?


宇宙誕生の頃、高エネルギー状態から
物質と反物質が誕生し、そして対消滅した。
どういう訳か物質の方が反物質の量より極わずかに上回り、

現在の物質 = 当時の物質の総量 ー 当時の反物質の総量

だよね。僅かな差の部分が現在の宇宙に満たされている物質。

ということは対消滅して消えた物質、反物質の質量分のエネルギーが
宇宙のどこかにあるんだよね? エネルギー保存則により。

ということは、質量換算で、現在の宇宙にある物質の何十億倍分の
エネルギーが宇宙に満ちているわけだよね?

それなのに、君が言うような小さな値なの?
135:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 01:19:33.28 ID:7Q93FcoJ << 136 137
>>131
何故「対消滅して消えた物質、反物質の質量分のエネルギー」が
正味の「物質」を産んだという発想にたどり着かないの?
136:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 01:21:36.61 ID:t2JpTJgp << 139
>>135
ン? 意味分からん。

君が言っているのは
CP対称性の破れという考えに則しているのか?
139:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 01:26:29.68 ID:7Q93FcoJ
>>136
エネルギーが100あって、物質/反物質を 50/50 産む。
弱い相互作用を介し反物質が崩壊.。物質 1/0 が残り、物質/反物質の 49/50 の計 99 のエネルギーが残る。
でエネルギー99が(以下物質 100 になるまでループ

で分かるか?
137:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 01:23:00.34 ID:uWcZJESy
>>135
それも違う。質量が対消滅したら100%エネルギーになる。その逆は無い。
電磁波や光として宇宙の背景放射として観測されている。
63:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 20:54:18.12 ID:6OnGJ4kv
>>31
宇宙全体の質量なんて馬鹿げた数値が、本当に人間にわかると思ってるのか?
そのトリックを紐解けば、観測できる範囲内の宇宙の不均一性を
無理矢理説明づけるために行われた穴だらけの単純な計算の結果なのに

ちなみにこの計算は宇宙最大の力は重力(失笑)だという
いまや観測の進展によって完全に荒唐無稽な妄想である事がわかった
カビの生えた妄想を根拠にしたもので、それを間に受けている輩は
オカルト信者と大差ない
134:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 01:17:51.26 ID:uWcZJESy
>>31
>>宇宙空間を光速(C)以下の速度で飛ぶ光子、それが「暗黒物質」の正体であろう。
光速度以下の速度で飛ぶなら、それでもう光子ではないし。観測できるから発見しているはず。
75:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 21:30:53.11 ID:1z14Omub << 76
>>1を理解出来ないと、今時の高校物理についていけないの?
76:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 21:36:14.84 ID:yCKhRzhV
>>75
センターに出たりして
4:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 19:14:01.96 ID:btnB04gj << 8 82
暗黒物質(ダークマター)は
破綻寸前のビッグバン理論を、無理やり肯定するための物質
8:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 19:14:52.35 ID:iJRtLAwk
>>4
あんたの頭、科学的じゃないね。
82:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 22:04:59.10 ID:8K7s+XYC << 98 114 119
>>4
違います
暗黒物質が無いとニュートン力学はおろか一般相対性理論も破綻します
98:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 23:40:00.81 ID:ilysuhoR << 120
>>82
ニュートン力学は無関係だ
120:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 00:53:32.05 ID:XlfJJPIh
>>98
いや重力に大きく関わっているから関係はある
実際に暗黒物質を仮定しなくてもすむように
ニュートン力学を修正した修正ニュートン力学なるものがある
114:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 00:43:34.04 ID:Tpo07UgB << 119
>>82
ニュートン力学も相対性理論も近似式としては正しいだろ
近似式なんだから、崩れる条件が見つかっても何の問題もない
119:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 00:52:42.72 ID:uWcZJESy << 122 125
>>82
>>114
暗黒物質のイメージは、あくまで銀河の自転速度が、中心部と外縁部で説明が
つかなかった為にひねり出された理論。見えない質量が存在すれば解決するわけ。
質量=エネルギーだから、光や電磁波を出していて観測できるはずなのに見えない。
だから暗黒物質。でも観測できないものが存在するなんて証明しにくいわな。
122:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 00:55:15.14 ID:RJ0aDhhj << 126
>>119
光子は質量が無いのにエネルギーはあるぞ?
126:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 00:58:11.17 ID:uWcZJESy
>>122
だから光子は、光速で運動している。てか光速でしか運動できない粒子であり波動。
純粋なエネルギーなのかな?
125:名無しのひみつ 2011/09/02(金) 00:58:10.18 ID:XlfJJPIh
>>119
もともとはそうだがその他にも銀河団の形成とかは
暗黒物質がないと説明できないらしい
58:名無しのひみつ 2011/09/01(木) 20:33:08.24 ID:p45h92vx
>>36
相対性理論がどうとか抜かす前にマクスウェルの方程式習ってこいよ

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