ドンリンカーンは、米国最大のラージハドロンコライダー研究機関である米国エネルギー省のフェルミラボの上級科学者です。彼はまた、最近の「大型ハドロン衝突型加速器：ヒッグスボソンと心を揺さぶるその他の異常な話」（Johns Hopkins University Press、2014年）。フェイスブック。リンカーンはこの記事をLive Scienceのエキスパートの声：Op-Ed＆Insights.
私たちが記録を保持している限り、人類は夜空に驚嘆してきました。私たちは天国を見て、神々の意志を決定し、そのすべての意味について疑問に思いました。私たちが肉眼で見ることができるわずか5,000個の星は、数千年にわたる人類の仲間でした。
現代の天文施設は、宇宙が数千の星だけで構成されているのではないことを示しています。それは私たちの銀河だけで数兆の星と数兆の銀河で構成されています。天文台は宇宙の誕生と進化について教えてくれました。そして、8月3日、新しい施設が最初の実質的な発表を行い、宇宙に対する理解を深めました。見えないものを見ることができ、宇宙での物質の分布が期待とは少し異なることがわかりました。
ダークエネルギー調査（DES）は、宇宙の歴史についての質問に答えるために遠方の銀河を研究する5年間の使命に着手した約400人の科学者の共同作業です。チリアンデスのセロトロロアメリカンオブザーバトリーのビクターM.ブランコ4メートル望遠鏡に取り付けられたダークエネルギーカメラ（DEC）を使用します。 DECは米国でイリノイ州バタビア近くのフェルミラボで組み立てられたもので、570メガピクセルのカメラであり、遠く離れた銀河を撮像することができ、その光は最も暗い星の100万分の1の明るさです。
暗黒エネルギーと暗黒物質
DESは、暗黒エネルギーを探しています。これは、重力の反発形式である宇宙で提案されたエネルギーフィールドです。重力が非常に魅力的な力を発揮している間、暗黒エネルギーは宇宙を常に増加する速度で押し広げます。その効果は1998年に初めて観察されましたが、その性質についてはまだ多くの疑問があります。
しかし、南の夜空にある3億個の銀河の位置と距離を測定することで、ダークマターと呼ばれる別の天体の謎について重要な意見を述べることができます。ダークマターは、通常の物質よりも宇宙で5倍多いと考えられています。それでも、光、電波、またはいかなる形の電磁エネルギーとも相互作用しません。そしてそれは、惑星や星のような大きな体を形成するために集まっているようには見えません。
ダークマター（つまり、名前）を直接見る方法はありません。ただし、その影響は、銀河の回転速度を分析することで間接的に確認できます。銀河の目に見える質量によってサポートされる回転速度を計算すると、それらが本来よりも速く回転していることがわかります。すべての権利によって、これらの銀河は引き裂かれるべきです。数十年に及ぶ研究の結果、天文学者たちは、各銀河に暗黒物質が含まれていると結論づけています。これは、銀河をまとめる追加の重力を生み出します。
宇宙の暗黒物質
しかし、宇宙のはるかに大きなスケールでは、個々の銀河を研究するだけでは十分ではありません。別のアプローチが必要です。そのため、天文学者は重力レンズ効果と呼ばれる技術を使わなければなりません。
重力レンズ効果は1916年にアルバートアインシュタインによって予測され、1919年にアーサーエディントン卿によって最初に観測されました。光は空間を直線的に進むため、時空が湾曲していると、あたかも光が空間を曲がった経路を進んでいるように見えます。
この現象は、宇宙の暗黒物質の量と分布を研究するために利用できます。遠く離れた銀河（レンズ化銀河と呼ばれます）をじっと見ている科学者は、その背後にさらに別の銀河（観測された銀河と呼ばれます）があるため、観測された銀河の歪んだ画像を見ることができます。歪みはレンズ銀河の質量に関連しています。レンズ銀河の質量は可視物質と暗黒物質の組み合わせであるため、重力レンズにより、科学者は宇宙そのものと同じ大きさのスケールで暗黒物質の存在と分布を直接観察できます。この手法は、前景銀河の大きなクラスターが、この測定に使用される手法であるさらに遠方の銀河のクラスターの画像を歪めるときにも機能します。
ランピーかどうか？
DESコラボレーションは最近、まさにこの手法を使用した分析をリリースしました。チームは、地球から4つの異なる距離にある2600万の銀河のサンプルを調べました。より近い銀河は、より遠くにあるものをレンズ化しました。この手法を使用してすべての銀河の画像のゆがみを注意深く見ることにより、彼らは見えない暗黒物質の分布と、過去70億年、つまり寿命の半分にわたってどのように移動し、凝集したかをマッピングすることができました。宇宙。
予想通り、彼らは宇宙の暗黒物質が「塊」であることを発見しました。しかし、驚きがありました-それは以前の測定値が予測したよりも少し固まりが少なかったです。
これらの矛盾した測定値の1つは、ビッグバン後の最も早い時期からの残留マイクロ波であり、宇宙マイクロ波背景（CMB）と呼ばれます。 CMBには、380,000年前の宇宙におけるエネルギーの分布が含まれています。 1998年、Cosmic Background Explorer（COBE）のコラボレーションにより、CMBは完全に均一ではなく、10万分の1の均一なホットスポットとコールドスポットがあることが発表されました。ウィルキンソンマイクロ波異方性プローブ（WMAP）とPlanck衛星は、COBE測定を確認および改善しました。
CMBが放出されてからDESによって研究された期間までの70億年にわたって、宇宙のより高温の領域が宇宙の構造の形成に種をまきました。 CMBで捕らえられた不均一なエネルギー分布は、重力の増幅力と相まって、宇宙のいくつかのスポットがより高密度になり、他のスポットはより少なくなりました。結果は、私たちの周りに見える宇宙です。
CMBは、単純な理由で暗黒物質の分布を予測します。現在の私たちの宇宙における物質の分布は、過去のその分布に依存しています。結局のところ、過去に塊があったとすると、その塊が近くに集まり、塊が大きくなってしまいます。同様に、もし私たちが遠い未来に投影するとしたら、今日の物質の分配は同じ理由で明日の分配に影響を与えるでしょう。
そのため、科学者はビッグバンから38万年後のCMBの測定値を使用して、70億年後の宇宙の様子を計算しました。彼らは予測をDESからの測定値と比較すると、DESの測定値は予測値よりも少し固まりが少ないことがわかりました。
不完全な画像
それは大したことですか？多分。 2つの測定値の不確実性またはエラーは、統計的に有意な方法で不一致しないことを意味するほど十分に大きいです。それが単に意味することは、2つの測定値が実際に一致しないことを誰も確信できないということです。不一致は、データの統計的な変動や、考慮されなかった小さな機器の影響から偶然に生じた可能性があります。
研究の著者でさえ、ここで注意を促すでしょう。 DES測定はまだピアレビューされていません。論文は発表のために提出され、結果は会議で発表されましたが、確実な結論はレフリーの報告が来るまで待つ必要があります。
それで、未来は何ですか？ DESには5年間の使命があり、そのうち4年間のデータが記録されています。最近発表された結果は、初年度のデータのみを使用しています。最近のデータはまだ分析中です。さらに、完全なデータセットは空の5,000平方度をカバーしますが、最近の結果は1,500平方度しかカバーせず、過去の半分だけをピアリングします。したがって、物語は明らかに完全ではありません。完全なデータセットの分析は、おそらく2020年まで期待できません。
それでも、今日取られたデータは、宇宙の進化についての私たちの理解に潜在的な緊張があることをすでに意味している可能性があります。さらに、分析するデータが増えるにつれてその緊張感がなくなったとしても、DESコラボレーションは他の測定を続けています。名前の「DE」という文字はダークエネルギーを表しています。このグループは、最終的に過去の暗黒エネルギーの振る舞いと私たちが将来に何を期待できるかについて私たちに何かを伝えることができるでしょう。この最近の測定は、科学的に魅力的な時間であると予想されるもののほんの始まりにすぎません。
このバージョンの記事は、元々Live Scienceで公開されました。
