ダークマターとダークエネルギーとは?宇宙の95%を占める“見えない正体”

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宇宙の構成比:目に見える物質はわずか5%⁉

私たちが「宇宙」と呼んでいるもののうち、実際に観測できる物質(星・銀河・人間など)は全体の**わずか5%**に過ぎません。

  • 残りの**27%**は「ダークマター(暗黒物質)」

  • 残りの**68%**は「ダークエネルギー(暗黒エネルギー)」

つまり、**宇宙の95%は“正体不明”**なのです。


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ダークマターとは何か?

定義:見えないけれど重力を持つ「何か」

ダークマターは、光(電磁波)では観測できないが、重力的影響を及ぼす物質と定義されています。

なぜ存在がわかったのか?

  • 銀河の回転速度が予想より速い → 見えない質量があるとしか説明できない

  • 重力レンズ効果(背景の銀河の光が曲がる)

  • 銀河団の運動から質量が推定される

候補とされる粒子

  • WIMP(ウィンプ):弱く相互作用する重い粒子

  • アクシオン:理論上予測される超軽量粒子

  • ステルス・バリオン(隠れ陽子)など

しかし、未だに直接検出されたことはありません


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ダークエネルギーとは何か?

宇宙膨張を加速させる“謎の力”

1998年、遠方の超新星の観測により、宇宙の膨張が加速していることが判明。
これは**“反重力”的な性質を持つエネルギーの存在**を示唆しており、それを「ダークエネルギー」と呼びます。

なぜ不可解なのか?

  • 重力は本来、物体同士を引き寄せるはず

  • しかし、宇宙全体は逆に「広がり続けて」いる

つまり、**重力に打ち勝つほどの“押し広げる力”**が存在していることになる。


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ダークマターとダークエネルギーの違い

分類 正体 作用 発見根拠
ダークマター 未知の粒子の可能性 重力で物質を引き寄せる 銀河の運動、重力レンズ
ダークエネルギー 負の圧力を持つ“場”のような存在 宇宙を加速膨張させる 超新星観測、宇宙背景放射

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これまでの研究成果と今後の展望

  • XENON実験(イタリア):WIMP探索

  • LHC(大型ハドロン衝突型加速器):新粒子発見の期待

  • ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡:より遠い銀河や背景放射を観測中

しかし、依然として直接観測は成功しておらず、**「存在はわかるが、何かはわからない」**という状況が続いています。


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ダークマターやダークエネルギーが解明されるとどうなる?

これらの正体が解明されれば:

  • 宇宙の構造と進化の根本原理が見えてくる

  • 宇宙誕生や終焉のシナリオが刷新される可能性

  • 新しい物理法則や次元の発見にもつながる


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まとめ

  • 宇宙の95%はダークマターとダークエネルギーという正体不明の存在で構成されている

  • どちらも間接的な証拠は豊富にあるが、正体は未解明

  • これらの謎を解くことが、今後の宇宙論・物理学における最大のブレイクスルーとなる

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