世界中の天文学者は、宇宙がどれほど速く拡大しているかについて同意できないように見えるので、少し厄介です。
私たちの宇宙が無限の密度と重力の小さな斑点の爆発から出現して以来、それは安定した速度ではなく、膨張し続けています-宇宙の膨張はより速くなり続けています。
しかし、それがどれほど急速に拡大しているかは、めまいがするほどの議論になっています。近くの発生源からのこの膨張率の測定は、遠い発生源から得られた同じ測定と矛盾しているようです。 1つの考えられる説明は、基本的に、ファンキーなことが宇宙で起こっており、膨張率が変化していることです。
ある理論家は、まったく新しい粒子が出現し、宇宙全体の将来の運命を変えつつあると提案しています。
ハッブル、ハッブル、苦労とトラブル
天文学者は、ハッブルパラメータまたはハッブル定数（H0として忙しい生活を送る人々のために示されている）と呼ばれるものを測定する複数の巧妙な方法を考案しました。この数は、今日の宇宙の膨張率を表しています。
今日の膨張率を測定する方法の1つは、近くにある超新星、つまり宇宙で最大の星から死に至ったときに爆発するガスとダストの爆発を調べることです。非常に特定の明るさを持つ特定の種類の超新星が存在するため、それらがどのくらい明るく見えるかを、それらが想定されている明るさと比較して距離を計算できます。次に、超新星のホスト銀河からの光を見ることにより、天体物理学者は彼らが私たちからどれだけ速く離れているかを計算することもできます。すべてのピースを組み合わせると、宇宙の膨張率を計算できます。
しかし、宇宙には爆発する星以上のものがあります。宇宙のマイクロ波背景と呼ばれるものもあります。これはビッグバンの直後から残った光であり、私たちの宇宙はたった38万歳の赤ちゃんでした。この残存放射のマッピングを任務とするプランク衛星のようなミッションでは、科学者はこの背景の非常に正確なマップを持っています。これを使用して、宇宙の内容の非常に正確な画像を取得できます。そして、そこから、これらの要素を取り、コンピューターモデルを使用して時計を進め、今日の膨張率を予測することができます-それ以降、宇宙の基本的な要素が変化していないと仮定します。
これら2つの見積もりは、私たちが何かを見落としていることを人々に少し心配させるほど十分に意見が分かれています。
ダークサイドに目を向ける
おそらく、一方または両方の測定値が正しくないか不完全です。議論の両側にいる多くの科学者たちは、敵に適切な量の泥を投げつけています。しかし、両方の測定値が正確であると想定する場合、異なる測定値を説明するために別のものが必要です。ある測定は非常に初期の宇宙からのものであり、別の測定は比較的最近の時間からのものであるため、宇宙の新しい成分が宇宙の膨張率を変化させているのではないかと考えています。モデル。
そして、今日の宇宙の膨張を支配しているのは、ダークエネルギーと呼ばれる不思議な現象です。それは私たちが基本的に理解していないものの素晴らしい名前です。私たちが知っているのは、今日の宇宙の膨張率が加速していることであり、この加速を推進する力を「ダークエネルギー」と呼んでいます。
若い宇宙から現代の宇宙への私たちの比較では、物理学者は暗黒エネルギー（それが何であれ）は一定であると仮定しています。しかし、この仮定では、現在の意見の相違があるため、おそらくダークエネルギーが変化しています。
試してみる価値があると思います。暗黒エネルギーが変化していると仮定しましょう。
科学者たちは、暗黒エネルギーが時空自体の真空に閉じ込められているエネルギーと関係があると、こっそりと疑っています。このエネルギーは、宇宙に浸透するすべての「量子場」から生じます。
現代の量子物理学では、あらゆる種類の粒子がそれぞれの特定の分野に結び付けられています。これらの場はすべての時空を洗い流し、場の一部が場所で本当に興奮し、電子やクォーク、ニュートリノなど、私たちが知っている、愛する粒子になります。つまり、すべての電子は電子場に属し、すべてのニュートリノはニュートリノ場に属します。これらのフィールドの相互作用は、量子世界を理解するための基本的な基礎を形成します。
そして、宇宙のどこへ行っても、量子場から逃れることはできません。彼らが特定の場所で粒子を作るのに十分に振動していないときでも、彼らはまだそこにいて、揺れ、振動し、通常の量子的なことをしています。したがって、これらの量子場には、空の真空自体の中でさえ、それらに関連する基本的な量のエネルギーがあります。
時空の真空のエキゾチックな量子エネルギーを使用してダークエネルギーを説明したい場合、すぐに問題が発生します。すべての量子場が原因で真空内に存在するエネルギーの量について非常に単純で非常に単純な計算を実行すると、暗黒エネルギーの観測値よりも約120桁強い数になります。おっと。
一方、いくつかのより高度な計算を試みると、結果はゼロの数値になります。これは、測定された暗黒エネルギーの量とも一致しません。もう一度エラーが発生しました。
したがって、何があっても、時空の真空エネルギー（これらの量子場によって作成されるエネルギー）の言語を通じて暗黒エネルギーを理解しようとするのは本当に困難です。しかし、拡大率のこれらの測定が正確であり、暗黒エネルギーが実際に変化している場合、これはそれらの量子場の性質への手がかりを与えるかもしれません。具体的には、暗黒エネルギーが変化している場合、それは量子場自体が変化したことを意味します。
新しい敵が現れる
プレプリントジャーナルarXivでオンラインで公開された最近の論文では、パドヴァ大学の理論物理学者Massimo Cerdonioが、暗黒エネルギーの変化を説明するために必要な量子場の変化量を計算しました。
暗黒エネルギーの変化の原因となる新しい量子場がある場合、それは宇宙にそこに新しい粒子があることを意味します。
そして、Cerdonioが計算した暗黒エネルギーの変化量には、特定の種類の粒子質量が必要です。これは、すでに予測されている新しい種類の粒子、いわゆるアクシオンとほぼ同じ質量であることがわかります。物理学者はこの理論的な粒子を発明して、強い核力についての量子理解に関するいくつかの問題を解決しました。
この粒子はおそらく初期の宇宙に現れたと思われますが、他の力と粒子が宇宙の方向を制御している間、背景に「潜んで」います。そして今、それはアクシオンの番です...
それでも、アクシオンを検出したことはありませんが、これらの計算が正しければ、それはアクシオンがそこにあり、宇宙とその量子場を満たしていることを意味します。また、この架空のアクシオンは、宇宙の暗黒エネルギーの量を変えることで、すでに目立つようになっています。したがって、実験室でこの粒子を見たことがなくても、宇宙を非常に大きなスケールで変化させている可能性があります。
