2012年2月17日金曜日

【理論物理】宇宙の加速膨張を説明する新たな理論「物質と反物質の反発から生じる反重力に起因」

科学ニュース+板 (36/136)

1:星降るφ ★ 2012/02/16(木) 22:12:27.28 ID:??? << 24 68 72 102 121 130
 宇宙全体に存在するとされながらも、正体が依然として不明な「暗黒エネルギー」。宇宙の加速膨張を説明する有力な仮説と見なされている。だが最近になって、物質と反物質との間の強力な反発力に基づく新たな理論が発表された。

 宇宙膨張説は近年では広く支持されているが、1998年になってその膨張が加速的だと示唆する観測結果が発表された。これは研究者の間でも予想外であり、物理学における"最も深刻な問題"とされている。重力に対する従来の認識に基づけば、宇宙の物質間には引力が働くため膨張は減速しなければならないからだ。この加速膨張を説明するために提唱されたのが、反発力を生む仮想的なエネルギー「暗黒エネルギー」である。

 新たな研究結果は、この暗黒エネルギーによる効果が実際には、通常の物質と反物質とが反発し合うときに生じる一種の「反重力」に起因することを指摘。発表したイタリア、トリノ天文台の宇宙物理学者マッシモ・ビラータ(Massimo Villata)氏は次のように説明する。「通常この反発力は、宇宙全体を一様に満たしている暗黒エネルギーが元だとされる。しかし暗黒エネルギーの正体や、なぜそのような効果をもたらすのかについてはまったく分かっていない。我々は未知の存在の代わりに、比較的よく知られている反物質による反重力に着目した」。

◆カギは宇宙空間に散在する空洞領域

 ビラータ氏によると、宇宙の加速膨張のカギを握っているのは、宇宙空間に散在する巨大な空洞領域だという。全長が数百万光年にもおよぶこの領域には、なぜか銀河や銀河団が存在しない。

 同氏はそこに大量の反物質が存在し、恒星や惑星を含む銀河が形成される可能性もあると考えている。天の川銀河に最も近い空洞領域は「ローカルボイド」で、おとめ座超銀河団の中に位置する。

 反物質は、現在の観測機器で検出できる電磁波を放出していないため、実際にその姿をとらえることはできない。「空洞領域に存在する反物質が不可視な理由はいくつか考えられるが、明確な結論は得られていない。また実験室の反物質は、周囲に通常の物質が存在するため、空洞領域にある反物質とは異なる挙動を示す可能性がある」。

 反物質は銀河内に存在する物質に対して反発力を及ぼすことで、物質どうしを引き離す働きを持つと考えられる。そのため反物質自体は知ることができなくても、宇宙の可視的な領域に及ぼす影響の観測はできるとビラータ氏は述べる。

 今回の研究結果から、宇宙に関するその他の問題についても解決の可能性が出てきたという。その1つが"失われた反物質"問題である。

 現代物理学の定説では、ビッグバンの際に物質粒子と反物質粒子が同じ量だけ生成される。だが、宇宙の可視領域は通常の物質からなる構造ばかりが存在するように見える。

 そこでビラータ氏は、ローカルボイドの中にどの程度の反物質が存在するかの特定を試みた。ローカルボイドには、物質で構成された巨大で平坦な銀河の集団「ローカルシート」が隣接しており、ローカルボイドから遠ざかっていると考えられている。同氏は、ローカルシートを遠ざける反発力が生まれるにはどの程度の反物質が必要かを計算した。

「ローカルボイドでの計算値と同じだけの反物質がその他の空洞領域にも存在すると仮定した場合、宇宙全体の反物質量と物質量が等しくなると明らかになった。つまり、宇宙における物質と反物質の"対称性"があることになる」。

◆物質と反物質が反発し合う仮説は正しいか

 今回発表された研究結果について、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)氏は、「アイデア自体は興味深い」とコメント する。しかし、宇宙に物質・反物質の対称性があるとする仮説には同意できないという。「空洞 領域内に大量の反物質が存在するなら、なぜ観測できないのかが大きな問題だ」。ハジュコビッチ氏 自身も、物質と反物質との反発力に基づく暗黒エネルギーや暗黒物質についての独自の理論を最近 発表している。

 宇宙に物質・反物質の対称性があるという仮定の下で反物質の不可視性を説明するためには、別の仮説を用意しなければならないとハジュコビッチ氏は指摘する。「だが、ある仮説の正当性を主張するために別の仮説が必要になるケースは、理論を構築する上であまり好ましくはない」。

 一方ビラータ氏は、今回発表した理論に用いた仮説はいずれも、物理学の中ですでに広く 認められた理論が予測していると主張。「その他の仮説は一切必要ない」と強気の姿勢を見せている。

 今回の研究結果は、「Astrophysics and Space Science」誌に掲載される予定。

(記事引用ここまで) Ker Than for National Geographic NewsFebruary 16, 2012

▽記事引用元 ナショナルジオグラフィック ニュース
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20120216001&expand#title
英語原文 Is Dark Energy Really "Repulsive Gravity"?
http://news.nationalgeographic.com/news/2012/02/120215-dark-energy-antimatter-physics-alternate-space-science/

▽画像 暗黒エネルギーが関わっているとされる宇宙の膨張とその加速を時系列で表したイメージ図。
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/bigphotos/images/dark-energy-diagram-antimatter-theory_48797_big.jpg

▽Astrophysics and Space Science
http://www.springerlink.com/content/0004-640x/338/1/
19:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 22:41:20.17 ID:x9yuKLsY << 20 24
ボイドを観測すればいいじゃない
ボイドの向こうに星くらいあるでしょ?
でもなんも無いようにしか見えないんでしょ?
物質もなければ重力による歪みもない
さぁ困ったw
20:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 22:43:02.32 ID:4tis9t9u << 24
>>19
ボイドに反物質があるんじゃない
見えてる天体の半分は反物質で出来てるんだよ
24:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 22:48:16.39 ID:XhhIFST3 << 28 69
>>20
> 見えてる天体の半分は反物質

いや>>1は見えないと言ってるんだが。
> 反物質は、現在の観測機器で検出できる電磁波を放出していない

しかし>>19の言う通り、本当に「物質と反物質の反発から生じる反重力(笑)」がボイドにあるなら、
重力レンズ効果で観測できる。
69:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 00:28:57.89 ID:I/AdPXQd
>>24
光子が反重力に影響されることはまだ確認されていないんじゃないかな
反光子とか仮定しなきゃいけなくなるんじゃね?
28:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 22:53:25.04 ID:4tis9t9u << 29
>>24
見えてる天体の半分が反物資ってのは俺オリジナルの説ね
この方がシンプルで筋が通ってる
29:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 22:55:57.51 ID:XhhIFST3 << 40
>>28
見えてる天体はシートやフィラメント状に分布してるから、んな大量に反物質があったら
とっくに対消滅が観測されてるハズなんだがねぇ。
40:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 23:04:11.00 ID:4tis9t9u << 41
>>29
物資で出来た天体と反物資で出来た天体との間には反重力が働くから、反発しあうだろ?
だからなかなかぶつからないんだよ
41:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 23:06:00.99 ID:XhhIFST3 << 47
>>40
「見えてる天体はシートやフィラメント状に分布」という観測事実を否定しても哀れなだけだぞ。
47:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 23:16:50.72 ID:4tis9t9u << 54
>>41
その観測事実からどうやって見えてる天体が反物資ではないと結論づけられるんだ?
44:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 23:10:53.27 ID:zfS4X+Ee << 48
加速膨張って知ってるか?
48:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 23:17:35.85 ID:pOQiMTnH << 54
>>44
>加速膨張
あれは事態誤認識かもしれない。
54:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 23:34:21.91 ID:XhhIFST3 << 56
>>47
明らかに「反発しあ」ってないだろ。

>>48
負の質量を持ってたら、(運動量保存により)ベータ崩壊で観測される陽電子が反対方向に飛んでくだろうが。
つーか「反物質が生の質量を持たない」とか小学生レベルの発想
56:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 23:43:59.02 ID:4tis9t9u << 61
>>54
あ、ごめんごめん
負の質量ではないわ
反物資の慣性質量は正だが、物資と反物資の間に働く重力質量は負である、という説だな
51:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 23:24:01.59 ID:o9CbwxCK << 53
反物質って正のエネルギー、正の質量を持つはずだから重力的には何ら普通の物質と変わらないはずなのに
53:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 23:28:28.25 ID:4tis9t9u << 58
>>51
反物資は正の質量を持つって実験で確認されたのか?
前にそれを調べたんだがそれを実験してる論文は見つからなかった
58:名無しのひみつ 2012/02/16(木) 23:52:48.47 ID:M/zgSqnC << 61
>>53
慣性質量は正
(これが仮に負だと挙動がおかしすぎて実験にならないし
そんなことは起こったことがない)

重力質量が負であるかどうかは「おそらくない」が、否定した実験はない
(ソースはWikipedia の Antihydrogen)
61:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 00:04:03.16 ID:FhKMQ/yL
>>58
>>56にも書いたが、慣性質量は正だったわ
物資と反物資間の重力質量が負である、という説だな
反物資間の重力質量は普通に正だと思う
63:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 00:13:10.82 ID:I4f2ncbY << 64
反物質と物質の間に反重力=斥力が働くと仮定しても
反物質と反物質の間には重力=引力が働くんだろう・
それなら反物質世界も銀河を形成してる筈だろ。
例え反物質世界が物質世界から見えなくてもボイドが反物質だとするのは強引過ぎるわ。
64:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 00:15:22.45 ID:FhKMQ/yL << 68
>>63
俺は見えてる半分の天体は反物資だと思うが
ボイドに反物資があるのではなくね
68:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 00:23:05.17 ID:I4f2ncbY
>>64
> 反物質は、現在の観測機器で検出できる電磁波を放出していないため、実際にその姿をとらえる
ことはできない。「空洞領域に存在する反物質が不可視な理由はいくつか考えられるが、明確な結論は
得られていない。また実験室の反物質は、周囲に通常の物質が存在するため、空洞領域にある反物質
とは異なる挙動を示す可能性がある」。

あんたが見えると言うのは根拠があるのだろうと思うけど>>1がおかしいという話をしてるわけで、、、

70:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 01:04:44.30 ID:csQlYUF+ << 71 90

天文学者はナノテクもやってみ?
その相似性に気付くと思うよ。
0ならゼロ、1なら容量無限大。有と無の世界。
コンピューターで言う0と1の世界。

f(x)=-1+(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^(1+x)^・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

つまり、
x=0なら存在しない。(休眠状態)
y=1なら有。無限大のデータ容量・フォーマット次第でいかようにも設定可能。
宇宙の全容が11次元だろうがなんだろうが、x=1であればすべてを設定可能。
自然界にとって、実のところは、数値に意味はない。
なぜなら、記憶容量が無限大だから。


この世界はそういうもんだと思うね。
誰かが話す言葉よりも、その誰かのあつかうフォーマットこそが重要なのだと。
平たく言えば、言葉の不自由さ・表現力の限界を痛感し、知らず知らずのうちに
阿吽の呼吸が取れている、親密なパートナーとかかね。そういうのが理想であって。
全く違うどころか、微妙に違うフォーマットであったら、悪気として受け取って
しまう様な事柄が、たびたび出現するように、言葉は非常に厄介だ。

これでさえ、貧弱な例えであるのだけれども。



ここには、今私が言ったようなことを理解してくれる人がいるだろうか。
71:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 01:20:42.50 ID:I4f2ncbY
>>70
南方熊楠なら共感してくれたかもな。
90:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 08:06:20.71 ID:2LFFxFqo
>>70

要約すると、「気のせい」ということだな。
72:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 01:42:10.58 ID:t9WfupHm
102:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 08:47:28.04 ID:Dp+qbCxp
>>1
なんだか中世の頃にもどったような話だな。何も分からなくて適当なこと行ってるようにしか聞こえない。
103:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 08:48:24.45 ID:/qIKgljJ << 108 113
反物質と正物質が反発するなら特殊な磁気閉じ込め容器は不要で
正物質の瓶にいれれば勝手に反発して中央に溜まるんじゃね?
108:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 09:19:09.31 ID:egtiyyWw
>>103
巨視的に見れば反発しても、微細なレベルでは、粒子のエネルギーにむらがあるから、きちんと閉じ込めないとダメだろうね。
113:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 09:54:22.29 ID:FSRSVBap
>>103
反発力が重力並みに弱ければ
電磁力による制御は必要だろ
105:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 08:51:11.26 ID:xDT7XBTf << 106
通常物質と反発することも電磁波を何故か出さなくて観測出来ないことも
実験室環境で作れる既知の反物質とは特性が違うことも全部仮定の話
これじゃ話にならないというかそりゃ何でもアリだよね
106:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 09:01:11.82 ID:/qIKgljJ << 111 112
>>105
今の最先端物理学の基本は仮説の仮説の仮説の仮説の積み上げで説明されて
いるのでそれが教科書に書いてあるから現実の生活で実証されているわけではない。
たとえばビックバンとか、ビックバンの初期段階では物理法則が成立しないと
物理で説明しているのが矛盾している。そもそもビックバンの前を説明できない
理論など無を再定義して無とは何かの素粒子からできた有であるといっているだけ。
無が無ではなく何かあるなら本当の無は存在しないと説明することになる、
本当の無が無いなら有という説明は詭弁にすぎない。
111:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 09:34:11.39 ID:xDT7XBTf
>>106
既存の物理や宇宙論はそれぞれの説に対し検証を経た確からしさの上に成り立ってる
何段も一足飛びに仮定で積み上げたこの話と一緒にすることこそ詭弁
112:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 09:34:27.39 ID:amz/BRLe
>>106
「ビック」とか流石に恥ずかしいわ。
121:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 10:35:41.24 ID:6+kiN6SI
>>1
>ビッグバンの際に物質粒子と反物質粒子が同じ量だけ生成される。

じゃあなんで斥力だけが働くんだよ
130:名無しのひみつ 2012/02/17(金) 12:04:40.85 ID:kIUERW7g
>>1
> そこに大量の反物質が存在し、恒星や惑星を含む銀河が形成される可能性もあると考えている。

反物質でできた恒星や銀河が存在するってこと?
なら反物質でできた生命体もいるのか?

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