NHK「影の宇宙は存在するのか?」

2018年

NHK Eテレで放送されている「モーガン・フリーマン 時空を超えて」

テーマは「影の宇宙は存在するのか?」

番組紹介

公式ページには、

「宇宙には、私たちの知らない巨大な暗黒が広がっている!?」

「宇宙物理学の重要な課題の一つ「ダークマター」の謎に迫る」

「正体不明な物質の実像とは…?」

と紹介されている。

番組まとめ記事

[独り言]

「ダークマター」は「ダークエネルギー」と並ぶ宇宙の謎のひとつ。

世界各国の研究者が観測を試みて様々なアプローチをしているが未だに実態がつかめていない。

大きく分けてWIMP派とSIMP派があると理解しているが、要するに重力の様な弱い力(※1)と似た存在と考えるのがSIMP派。

原子核の中でクォークどおしを結びつける強い作用(※1)をするのと似た存在と考えるのがWIMP派。

(ダークマターの候補には過去にニュートリノがあったが今では その質量が判明し候補から外れている)

※1:現代物理学の世界では物質の間の相互作用として「四つの力(基本相互作用)」を取り上げている。

強い力(強い作用):陽子や中性子の中で三つのクオークを結びつける

電磁気力:原子核に電子を捕獲させるなどの電気的な力

弱い力(弱い作用):放射性物質のベータ崩壊・中性子や中間子の崩壊に関わる電子や反ニュートリノの放出の原因になる力

重力:全ての素粒子・万物に働く力

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ダークマターはノーベル賞のタネ

ダークマターの研究は相対性理論が発表されたときの様に理論物理の世界でも研究が続けられている。

マイケルソン・モーリーの光速度不変の実験結果は、それまでの主流だったニュートン力学や理論では説明できない現象だった。

そのためアインシュタインが「光速度不変」を前提にした相対性理論を作り上げることになった。

ダークマターに対して その振る舞いを上手く説明できる理論が発表され、多くの学者の検証を経て認められることになればアインシュタイン以来のノーベル賞となるのは間違いないだろう。

ダークマターについて考察してみる

そもそもダークマターは見えない・観測されないのに何故 存在すると言われているのかから考えてみたい。

・超銀河団の重力レンズ効果によって背景に隠れている銀河が歪んで見えるが、超銀河団だけの質量では観測されるほどのゆがみが起きない筈。

(観測できる光り(電波・赤外線・可視光・X線・ガンマ線)の4倍ほどの重力が必要)

・銀河系を公転する恒星の速度が理論と合わない。

(内側の恒星は速く公転し、外側にある恒星は内側より遅く公転する筈だが外側の恒星の公転速度が理論と合わない)

・超銀河団が引き裂かれない。

・宇宙空間の銀河による泡状形成とダークマター分布がほぼ一致する。

この中で個人的に疑問に思う事は、

『銀河・恒星にはダークマターが はたらきかけるが恒星を取り巻く惑星の運動には関わらない事』

太陽系を見ると太陽に近い順に水星・金星・地球・火星・木星・・・・とあるが遠くの惑星ほど公転周期は遅く 理論値から外れていない。

他の恒星系が太陽系と全て同じとは言えないまでも 太陽系だけが特別と言うのも理解に苦しむ。

何故だろうか。

『銀河内の公転速度が理論より速いほどダークマターは影響を与えるという事は銀河系の比較的外側に位置する太陽にもダークマターは影響を与えているはず』

それなのに、

『銀河通しや銀河内の恒星(太陽)は糊で貼りつけた様に動くのに  その働きが恒星(太陽)系内にはおよばないのは何故か』

考えるほど分からない。

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