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14339 story

暗黒物質の「地図」が発表される 32

ストーリー by mhatta
Out-of-Nowhere 部門より

KAMUI 曰く

河北新報の記事に依ると、日米欧の研究グループがハッブル宇宙望遠鏡での観測結果を分析し、直接観測出来ない暗黒物質(ダークマター)の「地図」を作成した事をイギリスの科学誌ネイチャー電子版に発表した。

参考:発表の概要

ハッブルで六分儀座の方向に存在する銀河、約 50万個を 2年間・通算約 350時間に渡り観測して、重力レンズ効果を含めて暗黒物質の分布と質量を算出したもの。

さて、地図が出来て宇宙は狭くなったのか広くなったのか(笑)

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • by Anonymous Coward on 2007年01月09日 3時40分 (#1088273)
    NASAもESAもCaltechもプレス出してる

    読みにいけなかった昔ならともかく
    他人が希釈した情報から話を始めるというのは楽しくない
  • by Led (7726) on 2007年01月08日 13時34分 (#1088110) 日記
    >Massey used a technique called gravitational lensing, whereby the pull from dark matter caught in
    >between a star and the observing telescope alters the path of the light, and allows the presence of
    >dark matter to be inferred.

    タレこみ文中のリンクから、こんな文が見つかりましたので
    「重力レンズ効果でもって光の進行方向が歪められる事を考えると、
    こんな風に暗黒物質がある事になりますよー」
    的な発表なのかな。

    また読売の記事 [yomiuri.co.jp]や、発表の概要 [nature.com](タレこみ文と同じ)では
    「暗黒物質の存在が証明された!!」的に息巻いていますが、証拠としてこれで十分なんでしょうか?

    教えてえらい人!

    • Re:発表の趣旨 (スコア:2, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2007年01月08日 13時59分 (#1088114)
      >「重力レンズ効果でもって光の進行方向が歪められる事を考えると、
      >こんな風に暗黒物質がある事になりますよー」

      ほぼ直訳なのに何故か省略されたとこ補うなら
      「光が歪められて別の経路で届く星の光を観測することで」?

      うーん、言葉だと分かりにくいね。
      重力レンズが分かってれば説明はいらないし分からん人には
      絵がないと伝えにくいなぁ・・・

      >また読売の記事や、発表の概要(タレこみ文と同じ)では
      >「暗黒物質の存在が証明された!!」的に息巻いていますが、証拠としてこれで十分なんでしょうか?

      >and allows the presence of
      >dark matter to be inferred.

      からすると、可能性の表現であって暗黒物質があるという
      断定材料とはしていないように見えるんですがね・・・

      >教えてえらい人!
      ごめん、俺エロい人。
      親コメント
      • by Anonymous Coward on 2007年01月08日 15時44分 (#1088139)
        ここに窓ガラスがあって、なぜか昔風の歪んだ板ガラスが使われている。
        そのすぐ向こうを巨大なラッピングバスが通り過ぎた。
        バスに描かれた柄の歪みの変化を観察することで、ガラスの歪みの形状を知ることができる。

        …みたいな?

        #自分もただのエロい人だけどさ。
        親コメント
        • Re:発表の趣旨 (スコア:2, おもしろおかしい)

          by Anonymous Coward on 2007年01月08日 16時27分 (#1088154)
          とてもよく似た12人の姉妹が向こうで笑顔で僕に手を振っているように見えた。
          でも良く見ると12人は目も髪も色(スペクトル)がみんな同じだった。
          しかも手を振るタイミング(超新星爆発などのイベント)はずれているけど周期は同じだ……

          どうも眼鏡がゆがんでいるようなので眼鏡を替えてよく見てみたら、
          一人の女の子が「あっち行け」とばかりにシッシッと手を僕を追い立てていただけだった。

           
          みたいな?
          親コメント
          • by Anonymous Coward
            これ [akibablog.net]は重力レンズだったのか。
            「このアニメは重力レンズ物」っていうとハードSFっぽく聞こえるな:-p

            #タレコミリンク、Natureトップじゃなくてこっちの記事 [nature.com]にしてよ~
            #コメントアウトした方のが大切っぽいけどAC
        • by Anonymous Coward
          むしろその
          「もし歪んだ窓ガラスがなければ本来どう見えるはずか」
          が分かる技術の方がすごいな、と

          #エラくもエロくもない人
    • Re:発表の趣旨 (スコア:2, 参考になる)

      by ziqqur (30564) on 2007年01月08日 15時37分 (#1088137)
      証拠というか、光で見えてる物質だけで計算すると、星や銀河の運動を説明できない。銀河内の恒星の運動は光で見えてる物質の質量だけで計算すると、理論と観測が一致しない? らしい。
      そこで光で見えない物質が大量に存在するはずであると予想され、探していた。つまり正体は不明ながら暗黒物質なるものがないと困る、というのが出発点。
      暗黒物質の正体はいまだ不明で、一時期ニュートリノが有力候補だったのだけど、カミオカンデ等の観測ではニュートリノの質量では小さすぎるということになった。
      つまるところ、目には見えないけど何かあるはずである、それが宇宙にどう分布しているのかとマップを作ったということなのでしょう。
      親コメント
      • Re:発表の趣旨 (スコア:5, 参考になる)

        by Meth610 (31617) on 2007年01月08日 21時03分 (#1088187)
        >銀河内の恒星の運動は光で見えてる物質の質量だけで計算すると、理論と観測が一致しない
        ひどく曖昧な記憶に基づいて書くと、
        1. 水素原子の輝線から、ドップラーを用いて銀河系の回転速度が計算できる
        2. 速い回転のためには、その遠心力に釣り合う求心力(つまり質量)が銀河系内に必要
        3. 最大限大きく見積もっても、見えてる星の質量だけでは どう考えても観測結果(回転速度)に足らない
        4. 何かしら見えていない質量があるのだろう
        5. 電磁波を出さないので観測はできないが、「暗黒物質」なるものが確かに存在するらしい

        # 宇宙の泡構造の由来は、誕生初期の宇宙の「量子的なゆらぎ」からくる質量分布に僅かな偏りだったとか。
        # このときの偏りが、現在では背景輻射温度の僅かな違いとして観測できてる、ということらしい。
        親コメント
      • by the.ACount (31144) on 2007年01月16日 18時37分 (#1092681)
        普通、物が見えるということは「物」によって影響を受けた光が見えるということだから、ここまで詳しく光の歪みが見えるということは、もはや「見えない」ものではないのでは?
        うっかりすると透明なガラスにぶつかる危険があるときでも、よく見ると景色が歪んでてガラスの存在が分かる・・・とでも言うような・・・
        --
        the.ACount
        親コメント
    • Re:発表の趣旨 (スコア:2, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2007年01月08日 15時57分 (#1088143)
      業界の雰囲気としては、暗黒物質の存在自体は間違いのない事実として受け入れられていて、目下の課題はその性質を調べることですからね。今回の結果も、性質(分布)を調べたものとして意義深い。

      ただ、専門家以外を対象にするプレスリリースでは、多少センセーショナルな事も書かなきゃいけないという事なんでしょう。

      存在の証拠としてこれで十分かと言えば、やっぱりこれだけでは不十分で、これまでの様々な観測が全て暗黒物質の存在を支持しているということが重要な背景としてあります。

      Natureの書き方は、「重力レンズによって暗黒物質を探索できることを示した」という感じで、「この観測が暗黒物質の存在を示した」というのとは違うのではないでしょうか。ちゃんと読んでませんが。

      と、業界人でない私が言ってみる。

      親コメント
    • by Anonymous Coward on 2007年01月08日 19時46分 (#1088174)
      「重力レンズ効果によって光の経路が曲げられているとしたら、
      背景銀河像の歪みから逆算すると質量分布はこうなっている」
      という地図ですよね。光の回折像で結晶構造を推測するようなもの?
      (宇宙のほうは周期構造じゃないけど)
      光ってる物質の分を抜けば、残りはダークマター

      もちろん、何か別の原因(電磁気的な相互作用など)で
      経路が曲げられる可能性もあるだろうけど、
      異なる波長の光でチェックすればそれなりに排除できるような気がする。
      重力レンズ効果は波長に依存しないはずだから

      背景光の情報量によってどれくらいの解像度で分布を見積もれるか
      違うんでしょうけど、どれくらい?3次元分布なんですよね

      あと、正体の分かっていないダークエネルギーのソースは
      一様に分布していると思っていいのでしょうか
      (重力レンズ効果に寄与するようなムラはあるのかないのか)
      親コメント
      • かもしれませんので、ご注意を(昔の記憶なので、間違っていたらエライ人に再訂正をお願いします)。

        まず、「光ってる物質の分を抜けば、残りはダークマター」の部分ですが、中性子星のような
        光っていない星はダークマターには含まれません。観測に可視光線だけでなく電波とかX線を使う
        ようになってそれまでよりも沢山の星が宇宙に存在することが明らかになってきたわけですが、
        ダークマターはそういう意味でまだ探索方法が見つからない種類の「もの」に当たります。ブラック
        ホールみたいなもので直接見ることが(まだ)できませんが、重力レンズ効果などから状況証拠的・
        間接証明的に、これが存在しないと説明がつかないということで取りざたされているものです。

        また、最後の方の「ダークエネルギー」の部分も「ダークなエネルギー」というオカルトっぽい
        ものは存在しないと思いますし、その「ソース」の部分もアインシュタインの「エネルギー(のソ
        ース)=質量(の光速2乗倍)=物質(ここでは、ダークマター)」の話になって、ご質問の分布
        状況(一様か否かなど)の話は元々の話そのものが答えとなっていると思います。

        ちなみに、光は空間中の最短経路(最短測地線)に沿って進む性質があるということから、その経
        路を曲げることができるのは空間そのものを曲げる「力」、つまり重力しかありません。いわゆる統
        一場理論が完成して重力、電磁気力の関係が真に明らかになったり、銀河系規模の反射鏡みたいなも
        のが(宇宙全体に巧妙に配置されて)あれば、「光を曲げているその他の要因」に関する話もありう
        るかもしれませんが(この辺り、専門家の方だったら絶対あり得ないと仰るかもしれませんが、素人
        の説明ということでお許しを)、少なくとも電磁気的な相互作用で光が曲がるということは考えら
        れないと思います。
        親コメント
        • by lumy (27403) on 2007年01月09日 14時30分 (#1088401)
          かなり補足されていますが、私もちょっと補足

          >「エネルギー(のソース)=質量(の光速2乗倍)=物質(ここでは、ダークマター)」の話になって、ご質問の分布
          > 状況(一様か否かなど)の話は元々の話そのものが答えとなっていると思います。
          まったく違います。
          (静止)質量に光速度の2乗を掛けたものは、確かにエネルギーをあらわしますが、エネルギーが質量を表わすわけではありません。
          たとえば、光は質量0ですが、エネルギーを持ちます。
          重力源としての質量という意味であれば、間違いとは言えませんが、かなり危険な使い方だと思います。

          > 質量(の光速2乗倍)=物質(ここでは、ダークマター)
          は話の流れから完全に間違いです。

          >ちなみに、光は空間中の最短経路(最短測地線)に沿って進む性質があるということから
          これも間違いですね。測地線を通るのは確かですが、最短測地線を選らぶとは限りません。
          周期的に光る天体が重力レンズで複数の像もっているの状態を観測した場合、
          各像の周期がずれることからも証明できます。

          >統一場理論が完成して重力・電磁気力の関係が真に明らかになったり
          これも完全にとは言えませんが、誤解しているかと思われます。
          今回のような(統一場理論で考えるには)弱い重力の話では、統一場理論は問題となりません。
          もちろん、統一場理論が完成していない以上絶対にとは言えませんが。

          >銀河系規模の反射鏡
          反射率は悪いですが、こういうものはいっぱいあります。
          鏡じゃないですが、月だって立派に太陽の光を反射して光って見えますよね。
          日常生活における鏡を想像されてしまうときびしいですが、それでも塵も積ればでそこそこ反射はしてくれます。
          屈折については私は分らないのですが、たぶんすると思います。

          また、反射前と後でスペクトルが変るので重力レンズによるものか、反射によるものかは特定できるはずです。

          >少なくとも電磁気的な相互作用で光が曲がるということは考えられないと思います。
          鏡は電磁気的な相互作用で光を反射させています。
          (もし上記を意図して鏡の例をだされているということでしたら、先に謝らせていただきます。
            文章の流れから、どういう意図で書かれているのか判断できなかったので補足させていただきました。)

          親コメントには特に指摘するほどの誤解はないように思われます。
          親コメント
        • >光っていない星はダークマターには含まれません。

          これ,もともとの定義から行けば含まれますよね.
          何せ光学的には見えないけど重力を及ぼす何か,ですので,いわゆるMACHO
          (ブラックホールや褐色矮星等,通常物質だが光らないもの)もダークマター
          (の一部)とするのが普通だと思いますが.
          #まあ宇宙論で問題にされているのはダークマターの大部分がMACHO以外らしいが
          #それは何だ,という点なのは確かです.

          >「ダークなエネルギー」というオカルトっぽいものは存在しないと思いますし、

          ダークエネルギーというのは最近取りざたされている空間斥力です.
          定数の場合はいわゆる宇宙項になり,時間依存をする場合はクィンテッセンスなどと
          呼ばれたりします.宇宙がどうやら加速膨張しているらしいことなどの近年の観測
          事実を説明するために導入されているもので,そんなに胡散臭いものではありません.
          まあ名前はかなり怪しいですが.
          ただ空間曲率から考えると,ダークエネルギーの持つ全エネルギーは,天体の運動
          から観測される通常の重力源(観測される物質+ダークマター)の3-4倍程度必要
          (つまり宇宙のエネルギーの75-80%程度はいまいち正体の良くわからないダーク
          エネルギーが担っていないといけない)とか,言うことになり,ますます正体は謎です.

          >電磁気的な相互作用で光が曲がるということは考えられないと思います。

          つレンズ

          まあ,天体規模ではあまり関係ないとは思いますが,電磁気的な相互作用のような
          ものでも曲がりはします.(そのものが曲がっているというよりは重ね合わせの結果
          曲がっているんであれですが)
          親コメント
        • by Anonymous Coward on 2007年01月09日 9時26分 (#1088311)
          もう大部分突っ込みいれてもらっているので、ちょっとだけ。
          光ってるってのは電磁波出してるってことだと思ってください。
          わざわざ光=可視光と限定して使う気にはなれません。
          生物扱ってるわけではない以上、無意味ですよね。

          ダークマターの定義についてはバリオン・非バリオンで
          分けることもあるんでしょうけどバリオン物質の量って
          ビッグバン時の元素合成からの理論的予測等のわりと間接的なものですよね?
          普段は素直に、もともとの意味で使えばいいんじゃないかなあと思うんですが
          親コメント
  • by NanaP (33138) on 2007年01月08日 16時09分 (#1088146) 日記
    銀河の泡構造の泡の中央から湧き出して、
    泡の周囲に吹き寄せられた物質が銀河を構成
    ダークマターはその物質のなかに吸い込まれていく。

    あたしの中の宇宙って
    そんな汚い湧き水とその周囲の灰汁みたいなイメージなんですけど。
    重力って、ダークマターの流れそのものなんじゃないかと・・・。

    どうなんでしょうエロイかた。
    • Re:暗黒物質って (スコア:3, 参考になる)

      by galaxiast (25067) on 2007年01月08日 17時07分 (#1088159) 日記
      違います。残念ながら。

      宇宙初期にはダークマターも普通の物質もだいたい宇宙には均等に分布していて、でもわずかな密度ムラがあったのです。ムラのあるところにはダークマターや物質が周囲よりたくさんあるので、重力が強く、周囲の物質とダークマターを引き寄せます。するとさらに重力が強くなって周りのものを引き付けて・・・とプラスのフィードバックがかかるわけです。そうして密度が高くなった部分でやがて星や銀河ができる、と。

      ダークマターがあるところから湧き出たり吸い込まれたりするということは今のところ観測も予言もされていません。銀河とダークマターは同じような空間構造をしているというのが、まさに今回の研究成果の一つのハイライトです。

      親コメント
      • by shoji12 (14093) on 2007年01月09日 8時34分 (#1088296)
        >銀河とダークマターは同じような空間構造をしている

        もしかして、私たちの身体のなかにもダークマターがあるってこと?
        そうであって欲しい!
        それとも、巨視的には交じり合えても微視的には交じり合えない悲しい間柄?
        親コメント
    • by hansu (14666) on 2007年01月08日 19時51分 (#1088175)

      読売オンラインの記事 [yomiuri.co.jp]が分かりやすいと思います.

       
      銀河は宇宙空間に一様に分布せず、無数の泡を形作るように散らばっている。  この「泡構造」がなぜできたのかを説明するには、観測から推定した銀河の総質量では足らず、その質量を補完するために仮想的な物質として提唱されたのが、暗黒物質。
      親コメント
      • by lumy (27403) on 2007年01月08日 21時22分 (#1088192)
        暗黒物質(ダークマター)の存在自体は、銀河の回転曲線が観測可能な物質の質量だけでは説明できない(*) ことから、その時点では観測できていない天体が存在しているのではないかと考え、仮想的に導入された もので、宇宙の泡構造は関係なかったはず。宇宙の構造形成にダークマターが深く関わっているので、 その辺の記述を誤解したのかも?(原文を読んでいないので不明ですが)

        宇宙定数から想定される物質の量と観測可能物質の存在量相違などからも、ダークマターの存在量の推定がされていますよね。

        科学の話で、新聞の説明をそのまま信じるのはちょっと危いです。記者さんも頑張っているのですが、 いつも微妙に間違っているんですよね... せめて専門家に聞いたときくらいは、査読してもらえばいいのに。

        (*)回転運動の速度は遠心力と向心力(この場合は重力)が釣合う速度となっている。 重力の強さは質量に依存するわけだから、回転速度から内側に存在する物質の質量が推定できます。 それが、観測可能な物質の質量だけでは説明できない(10倍程度違う)

        親コメント
        • > 専門家に聞いたときくらいは、査読してもらえば

          新聞の意味不明な識者コメントはデスクの解釈で捏造される [takagi-hiromitsu.jp]

          査読しても無視されるんだもん。
          --
          TomOne
          親コメント
        • by Anonymous Coward
          >せめて専門家に聞いたときくらいは、査読してもらえばいいのに。

          彼らはそれを「検閲」と同一視するんですよね。
          「取材した記者の主観を記事にすることが報道の自由」だと思い込んでいるかのごとく。

        • by Anonymous Coward
          >(*)回転運動の速度は遠心力と向心力(この場合は重力)が釣合う速度となっている。

          なぜわざわざ回転座標系で考えるの
          • by lumy (27403) on 2007年01月09日 13時13分 (#1088379)
            >なぜわざわざ回転座標系で考えるの 特に回転座標系を使わないといけない話ではありません。遠心力・向心力を用いたのはその方が分りやすいかと思われたからです。

            重要なのは、銀河に含まれる天体が銀河中心を回転軸として回転運動をしていて、その回転運動から内部の質量が推定できることにあります。 もちろん、かなりおおざっぱな推定ですから、2倍程度の違いしかないのであれば単に観測精度がよくなかっただけということも ありえるかもしれません。しかし、質量差10倍となるとさすがに無視できない数字と言えるでしょう。

            本題の方の重力レンズも、誤解を恐れず言うならばやっていることは同じです。光(電磁波)の場合は速度は光速度一定の法則より わかっているので、光がどの程度屈折してやってきたかが分れば途中にあった天体の質量も推定できるということになります。 単純な回転運動ではないし、使う理論も一般相対性理論となるため、実際はもっと複雑なことをしています。

            銀河回転の話は高校物理の範囲で計算できるので、計算してみると面白いかもしれません。 質量の積分は最近の高校数学の範囲を越えてしまいますが、適当に胡麻化せばなんとかなるでしょう。

            親コメント
          • by Anonymous Coward
            地球が回っているから(違

            #AC
      • by NanaP (33138) on 2007年01月10日 23時24分 (#1089309) 日記
        うーん、なんとなくわかったようなわかんないような。

        要するに銀河や暗黒物質は押されて集ったんじゃなく
        自分たちでくっついたってことなんですね。
        親コメント
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アレゲはアレゲ以上のなにものでもなさげ -- アレゲ研究家

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