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宇宙は同じ方向に均一に膨張していない(pixabay)

 風船に息を吹き込んだときのように、どの方向にも一様に膨らむ――これが一般的な宇宙膨張のイメージだろうか?

 だが最新の研究は、膨張の速度が方向によってバラついているかもしれないという、天文学の根幹を揺るがしかねない発見をしている。
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宇宙は等方的?


宇宙には「等方性」(どの方向も一様)があるという前提は、宇宙の起源や未来について考える上での基礎となっている。

 ビッグバンの後、宇宙は均等に膨張しており、どの場所にある銀河や銀河団も同じ速度で離れているということを、これまで天文学者はほとんど疑ったりはしなかった。

 ところが、NASAの研究グループによると、クラスター観測の結果から、見る方角によって宇宙が膨張する速度は異なっている可能性があることが明らかになったという。

 「今日の天文学のもっとも基本的な前提の1つと矛盾する結果です」と、ゲリット・シェレンベルガー氏(ハーバード・スミソニアン天体物理学センター)は話す。

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宇宙の方向性を確認するため分析された数百の銀河団のうち4つ nasa Four Galaxy Clusters

銀河団が互いに離れる速度を観察


 そもそも宇宙が一様に膨張しているのかどうか? これをはっきりさせるべく、研究者は長年努力してきた。

 赤外線で銀河を観察したり、星々の爆発を観察したりと、さまざまな方法で宇宙の膨張速度の計測が試みられてきたが、その結果はどちらともつかずで、決定的な証拠は得られていない。
 
 そこで今回の研究グループは、新しい方法で800を超える銀河団を観察し、それが広がる速度を正確に測定しようとした。

 まず行われたのは、宇宙の膨張速度などの変化に左右されない方法で、銀河団が放出するX線の量を突き止めることだ。そのために、銀河団に存在する熱いガスの温度とX線の量(X線光度)との関係が調べられた。

 その上で、今度は宇宙の膨張速度を利用する方法で、X線光度が分析された。

 こうして得られた結果は、膨張速度はじつは一様ではなく、宇宙が私たちから遠ざかる速度は場所によって異なることを示していた。

 宇宙の膨張が均等でないという科学的証拠が発見されたのは、これが初めてのことではない。しかし、今回の発見はその説得力が高く、今後の調査を大いに期待させるものだという。
 
 この研究は『Astronomy and Astrophysics』(4月8日付)に掲載された。

Probing cosmic isotropy with a new X-ray galaxy cluster sample through the LX–T scaling relation | Astronomy & Astrophysics (A&A)
https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/04/aa36602-19/aa36602-19.html

milky-way-1023340_640_e


なぜ膨張速度は均等ではないのか?


 研究グループの分析結果は、宇宙の膨張が均等であることを完全に否定するものではない。なぜなら、一部の銀河団が、別の銀河団の重力といった膨張以外の何かによって引っ張られている可能性も考えられるからだ。

 しかし、一般的な見解では、銀河団が互いに離れる速度は、主に宇宙の膨張によって決まるとされている。したがって、銀河団が膨張以外の力に引っ張られ、そのせいで互いに離れる速度がバラついて見える可能性は、かなり低いのだそうだ。

 そうであるなら、宇宙にはじつのところ等方性がなく、膨張する速度は方向によって異なっていると考えることができる。そして、その原因としては、たとえば宇宙の中のダークエネルギーの分布が一様ではないことなどが考えられる。

andromeda-galaxy-755442_640_e


宇宙をパン生地に例えると、そこにはムラがある!?


 天文学者はこれまで、宇宙の膨張をオーブンの中で焼かれているレーズンパンに例えてきた。

 焼かれるパン生地(宇宙)は膨らむ。そこに練り込まれたレーズン(銀河)は、互いに離れて行くだろう。このとき、もしパン生地の素材がムラなく練られていれば、膨張は一様なものになるはずだ。

 だが、もし生地がしっかり練られておらず、素材にムラがあったとしたらどうだろうか? パンの膨らみ方は、歪なものになるだろう。

 今回の結果は、これまでの研究ではパン生地の素材が見落とされていたかもしれないことを示唆しているという。

References:Universe’s Expansion May Not Be The Same In All Directions | NASA/ written by hiroching / edited by parumo
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スティーブン・ホーキング博士の最後の論文が発表される。「宇宙の永遠の膨張と安定」

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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 09:18
  • ID:AwcnpxMK0 #

観測データ量の問題で「均等に等方向に膨張する」と仮定していただけで、常識として信じてた宇宙物理学者はいないと思うがなぁ。

2

2. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 10:09
  • ID:u6VvYQBY0 #

天文学の話をすると、形容する言葉の意味自体を把握してない場合が多いことにきづく。
銀河は泡のような状態って言われても、シャンパンの泡のようなのか、シャボンの泡なのか、カプチーノの泡なのか。
宇宙が広がっているっていうのも、虚無空間が広がっているのか、星を構成する物質が流れて行ってるさまなのか

3

3. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 10:15
  • ID:fsEIZnNO0 #

宇宙の中心(仮)から離れれば離れるほど見た目ではより大きく離れていくみたいな話無かった?

4

4. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 10:17
  • ID:04XcTdOl0 #

膨張の中心があるというほどの偏りではないでしょうから問題なし

5

5. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 10:18
  • ID:zi58YhmD0 #

外側から誰かが伸ばしてるんだろ

6

6. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 10:20
  • ID:AP5VuzXB0 #

「オーブンの中で焼かれるレーズンパン」みたいな外国人特有の言い回し、その「レーズンパン」というチョイスに意味はあるのか?って考えてしまうのであんまり好きじゃない。
「オーブンの中で焼かれるパン」でええやろがい

7

7. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 10:44
  • ID:YtiiQrM40 #

以前から、なぜ各銀河の動いている方向がバラバラなのだろう?という疑問は持って来た。何故に物質のほとんど存在しない空間が続いている部分が有るのだろう?と合わせて、宇宙の神秘は探求し続けて欲しいと思う。

8

8. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 10:45
  • ID:TRv3mFEa0 #

風船だって均等でないものもあるしね。

9

9. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 10:56
  • ID:ssGD.jSI0 #

膨張の向う側はどうなってんの?

10

10. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 11:06
  • ID:061NS.iZ0 #

で、この発見によって、今後どのようになってゆくのだろう?

11

11. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 11:12
  • ID:0gZu22Pn0 #

「均等に等方向に膨張する」と思ってる派、空間が広がるエネルギーに比べればそれを抑止するエネルギーなんてたかが知れてるそれがあったらもっと急速に減速してこんなに宇宙は広がらないしそれが起こるならもっと早い段階で止まってる、今の人間ごときが宇宙の真理なんぞに到底辿り着けんのだから固定概念に捕らわれず何が正解か考え続ける人でありたい

12

12. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 11:15
  • ID:h8F7IeuQ0 #

物理学者が「ダークエネルギー」と言うと、もっともらしく聞こえるけど、それって「不思議な力で」と言っているのと何も変わらないからな・・

13

13. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 11:16
  • ID:2iIOZ6n40 #

「宇宙は均等に広がっている!!ビックバンの証拠だ!!」
「宇宙にはムラがあるのかもしれない」

ビックバンから見直したほうがよくない?

14

14. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 11:32
  • ID:.sW.NEq.0 #

※6
銀河を固形のレーズンに例えてるから
レーズンパンである意味はちゃんとあるんじゃない?
パン生地(宇宙)の膨らみ方が一様じゃなく歪なら
練り込まれたレーズン(銀河)の位置も歪で片寄ってるイメージ

15

15. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 11:53
  • ID:aso2v.yQ0 #

これ、空間が広がってるということの証明としてでいいのかな?

16

16. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 12:29
  • ID:eAa0y1SF0 #

宇宙だって全ての空間が同じ物質じゃないんだし
柔らかい部分から広がって行くでしょ

17

17. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 12:46
  • ID:klNk1HXR0 #

>>6
レーズンを銀河に喩えてるんでしょ

18

18. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 13:23
  • ID:uWxDLyVC0 #

そりゃ全方位均等、球形に拡大するわけ無いよ。
銀河の分布が不均衡だし、ニューロン細胞の結合図みたいな構造ともいわれてる。
重力が空間をゆがめるのなら拡大する距離さえ差が出てくる。
あるいは回転運動(例.惑星は赤道が膨らむ)。

宇宙全体は3次元では金平糖もしくは移動するアメーバあたりに似てくると思う。
他の次元に食い込んでいるところは我々には想像不能。

19

19. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 13:27
  • ID:sJfLvWVR0 #

素人ですが、とりあえずSFのワープが出来るのはまだまだ先という事で良いのでしょうか

20

20. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 13:40
  • ID:1laee.zw0 #

個々の銀河の超超重力によって赤方偏移したものを観測したんじゃないの?
遠くの古い超巨大銀河ほど赤方偏…おや?誰か来たようだ

21

21. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 13:52
  • ID:EPYqFwQz0 #

そんなもん、わかるはずがない。
太陽系ですら使い捨て衛星でようやく出れたのに、
その先なんてわかるか!

22

22. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 14:26
  • ID:yd4HD8ru0 #

>>18
追記
私たちがイメージするアメーバはプレパラート上で平たいものですが、3次元的なもの、水中を漂うような姿を考えてください。

23

23. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 14:30
  • ID:obiohvoM0 #

※13
ビッグバンを始まりで考えるとおかしな点があることに気づくと思うよ
なぜなら、「ビッグバンは同じ場所で2回発生しないと、その泡の中に物質は残らない」からね
だから、最近では最初の爆発の直後にもう一度ビッグバンが起きたことになってる

24

24. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 15:09
  • ID:hqDVJmKS0 #

観測可能な宇宙は全宇宙の1000......(0が10000個以上続く)分の1なんでしょ
ほぼ均等に膨張している個所もあれば不均等なところもあるんじゃね

25

25. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 15:23
  • ID:mMgjQrLn0 #

どっちを向いても宇宙 どっちを向いても未来
どこまで行っても宇宙 どこまで行っても未来

26

26. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 16:50
  • ID:Y.d3hoJ30 #

宇宙版のバタフライエフェクトのようなものかな。最初は小さな誤差だったものが時とともに、どんどんムラが広がり、やがて均質さとは程遠いまだら模様になるという。

27

27. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 18:44
  • ID:sRWYpjwr0 #

私の近くに女性が少ないのは膨張率の偏りに関係がありますか?

28

28. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 18:59
  • ID:BxUL8Mmj0 #

※25
子供の頃は〜 空を飛べたよ〜♪

29

29. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 19:10
  • ID:HJyhKMZB0 #

ちょうどバブル期にバブル構造と言われてたような

30

30. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 19:12
  • ID:dP.mboCU0 #

ハッブル定数に修正が必要って事?

31

31. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 19:23
  • ID:J3hk1VWL0 #

難しいよな。相対速度が高速を超えたら観測すらできない
規模の宇宙の全体像を調べるってのは。

32

32.

  • 2020年04月15日 19:28
  • ID:1laee.zw0 #
33

33. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 19:58
  • ID:f.Kx7meq0 #

宇宙は金平糖状に膨張していると思えばいい
風船のようにツルツル曲面膨張するほうがよっぽどありえない

34

34. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 20:00
  • ID:ffq81Yu90 #

日本の古伝を見直そうよ。

35

35. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 20:10
  • ID:rovrXJ2B0 #

※12
宇宙物理学に精通していらっしゃるのですね。そこまでバッサリ切って捨てるということは現在の理論が全くの空論でしかないとお見通しなのでしょう。ぜひあなたの不思議ではない理論を聞きたいものです。

36

36. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 20:29
  • ID:e03vsNYG0 #

宇宙の膨張の速度が方向によってバラつきがあって
しかも宇宙は加速膨張しているわけですよね
パン生地のネリがおざなりで焼くときの火力はだんだん強くなっているとな
どんなパンが出来上がるのでしょうか

37

37. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 21:27
  • ID:dP.mboCU0 #

※33
「風船の表面を宇宙と考える」というのは、次元を一つ落として誰でもイメージしやすくしたたとえ話に過ぎないわけで、つるつるだろうとでこぼこだろうと主旨には関係ないよ。

38

38. 匿名処理班

  • 2020年04月15日 21:31
  • ID:h8F7IeuQ0 #

なぞなぞです。
パンはパンでも密度にムラがあるパンの原因はダークエネルギーですか ?

39

39. 匿名処理班

  • 2020年04月16日 07:40
  • ID:pFbIW1200 #

※9
たぶん境界の向こう側は、違う次元が広がっているから、
私達の次元からは認識できないと思うよ?
膨張の最先端部に行った事がないので、分からないけどさ

40

40. 匿名処理班

  • 2020年04月16日 16:32
  • ID:lbRIO8Mc0 #

※9
物理法則も違うかもしれない

41

41. 匿名処理班

  • 2020年04月16日 16:33
  • ID:lbRIO8Mc0 #

※25
見えるのは過去だけどね

42

42. 匿名処理班

  • 2020年04月16日 18:40
  • ID:PKegPDTl0 #

超新星残骸とかでも綺麗な球になってるやつ見た試しがないし

43

43. 匿名処理班

  • 2020年04月18日 02:45
  • ID:0n7m7acR0 #

てかなんもわかってないんじゃないかとすら思うよ。
毎年の予算の振り分けがあるから適当にこんなんなってましたとか計算ではこうですとか言ってるだけで。
江戸時代の生活様式すらわかってないことが多いのに何がエジプトのピラミッドだとか恐竜がとかやかましわ❗️
それでいて宇宙は138億年前にできました?ハイハイってなもんですよ。地球は48億歳?適当言うなや!

44

44. 匿名処理班

  • 2020年04月18日 20:08
  • ID:tQN8FUb60 #

中から観測することの難しさ、もどかしさ
一番の端っこ(遠い)星からは、どう観測できてるんだろうなぁ
光の法則を考えたときには何か、あっちゃいけないらしいが

45

45. にゃー

  • 2020年04月19日 01:27
  • ID:bclxuoCM0 #

そもそもビッグバンがあったってこと自体が間違いなんだから
根本から見直さないとだめだよ
電気的宇宙論のがまだ現実味有ります

46

46. 匿名処理班

  • 2020年04月26日 23:03
  • ID:OXE6wu3.0 #

今我々が認識している150億年宇宙の膨張を阻止しようとしている宇宙が
我々宇宙の周囲に存在するのではないかな?
周囲の宇宙それぞれが大きさも密度も違うので我々宇宙の膨張率も各所で違うのでは?

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