KKSブログ: 宇宙の謎にせまる　「暗黒エネルギー」の存在を証明

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●宇宙の謎にせまる　「暗黒エネルギー」の存在を証明 (2007年10月02日)

独立行政法人理化学研究所は、宇宙が「暗黒エネルギー」と呼ばれる未知のエネルギーに満ちているという証拠を、独自の手法で得ることに成功しました。

ハッブル宇宙望遠鏡で撮影した重力レンズクエーサー　NASA/ESA/大栗真宗　提供

「宇宙は膨張している」と聞いたことはあるでしょうか？その速度や規模は分かりませんが、これまでの宇宙研究で膨張していることは確かなようです。このことを説明するために導入された概念が「暗黒エネルギー」です。暗黒エネルギーは、宇宙の質量の大半を占めていると考えられていますが、暗黒エネルギーを直接検出したことはなく、現在の天文学および物理学の最大の謎となっています。

さまざまな観測・分析の結果、暗黒エネルギーは宇宙の質量の約70%を占めている、という結論が得られました。その観測の基本、観測する対象のものについてご紹介しましょう。

暗黒エネルギーは、宇宙に存在する物質が「万有引力」を持っているのと反対に、「反発する重力」を持つように観測されるものです。その結果、暗黒エネルギーの存在は宇宙を加速的に膨張させると説明されています。

研究グループは、私たちの住む銀河系から遙か離れた、活発に活動している非常に明るい天体「クエーサー」と、それよりも近くにある他の銀河に着目しました。地球からクエーサーを観測したとき、その視線上に銀河があると、銀河の重力により光はゆがみ、複数の経路をたどって到達します。その結果、一つのクエーサーが、見かけ上は銀河の周りに分裂して見えることになります。これを「重力レンズ現象」といいます。

重力レンズ現象の概念図

宇宙が加速膨張していれば、観測する天体までの距離は増えます。つまり、暗黒エネルギーが少ない＝膨張が小さい場合は、重力レンズ現象はほとんど見られず、暗黒エネルギーが多い場合はその逆になります。今回の観測では、約23,000個のクエーサーを観測し、うち重力レンズの効果を受けていたものは11個見られたそうです。

重力レンズ効果を用いた暗黒エネルギー検証の概念図