宇宙の法則が少し違ったら人類はどうなっていた？ アメリカの理論物理学者テグマークが、電磁気力や、強い力が、われわれの宇宙とは違う多様な値をとった場合を考えたグラフがあります（図「テグマークのグラフ」）。 難しい言葉もありますが、要するにこれによると、2つの力の値が変わると炭素原子が不安定になったり、水素原子が生まれなかったり、重水素が不安定であったりなど、多様な不都合が生じます。その結果、知的生命体が誕生するのに都合のいい領域はごくわずかしか残りません。四つの力のうち、二つの力だけで考えても、これほどまで制限されるのです。 テグマークはまた、空間の次元や時間の次元を変えるという考え方でも生命体存在の可能性を考えています。 時間がわれわれの世界と同じ1次元の場合は、空間が1次元や2次元だと単純すぎて多様な構造が生まれず、一方で空間が4次元にまでなると不安定になるとしています。たとえば原子核の
残された大問題 これまで、真空のエネルギースケール約0.002eVを説明する物理法則を探ることが、ダークエネルギー問題の科学的な解決であることを説明してきました。つまり、現在の宇宙は、なぜ放射（約0.01％）、見える物質（約5％）、ダークマター（約25％）、ダークエネルギー（約70％）と、すべての成分が数桁の範囲でだいたい同じ程度のエネルギー密度なのか？ そして、ダークエネルギーの量は、定数だというのに、なぜ、理論物理の知られているあらゆるスケールと比べてこんなに小さいのか？ という問題でした。その小ささには、大変なチューニングが必要で、その値がもし約1000倍でも大きい宇宙だったら、宇宙はもっと早くに速く膨張してしまい、銀河はできないし地球は生まれないことからも、極めて深刻であることがわかります。 実は、物理学ではなく、哲学的にこの問題を解く試みがあります。それが、フランスの哲学者ルネ・
宇宙に地球外知的生命体が存在するかという、現代における最大の謎の1つは結局、多数存在するかほとんどいないかの「二者択一」の命題であることが判明するかもしれないとする研究結果が発表された。研究をまとめた論文は専門誌International Journal of Astrobiologyに掲載される予定だ。 地球に似た惑星では、生命の発生はほとんどの場合起きるか、滅多に起きないかのどちらかのはずだと、研究チームは論文の中で主張している。宇宙生物学的に言えば宇宙は非常に過密状態か、非常に過疎状態かのどちらかであり、これらの中間の状態にあるとするのは不自然で、確率的に低いと考えられると、研究チームは結論付けている。 これは、地球外知的生命体探査（SETI）の推進派にとっては驚くべき情報だろう。 生態系では庭園にせよ銀河にせよ、個体数がある初期値（例えばゼロ）から、単位時間当たりの平均の生まれる個
現代宇宙論では、宇宙が無から量子効果によって創生されたという考えが活発に研究されています。しかし、その詳細に関する二つの有力な仮説「無境界仮説」と「トンネル仮説」のどちらが正しいか、長年論争が続いてきました。 松井宏樹 基礎物理学研究所特定研究員、岡林一賢 同特定研究員、本多正純 理化学研究所上級研究員、寺田隆広 名古屋大学特任助教らの研究チームは、人為的に仮説を選ぶことなく、宇宙の波動関数を第一原理から計算しました。従来の解析では数学的な曖昧さが残りますが、本研究チームはリサージェンスという手法でこの曖昧さを解消しました。最終的に、宇宙の波動関数は無境界仮説ではなくトンネル仮説に予言されるものになることを、一定の仮定の下で厳密に示しました。これらの結果は、無境界仮説とトンネル仮説の長年の論争の解決に向けた大きな一歩となることが期待されます。 本研究成果は、2024年10月3日に、国際学術
これまで観測誤差だと片付けられてきた、宇宙に関する理論と実際の観測記録の間にある食い違いが、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡といった最新鋭の観測技術により誤差ではなかったことが判明しつつあります。長年にわたり、世界中の天文学者の間で論争となってきたこの矛盾の全容が明らかになり、人類が既存の宇宙観の再考を余儀なくされる時が目前に迫っていると、専門家が提唱しました。 Cosmology is at a tipping point – we may be on the verge of discovering new physics https://theconversation.com/cosmology-is-at-a-tipping-point-we-may-be-on-the-verge-of-discovering-new-physics-237695 現行の宇宙論の中で最も有力な標準モ
新たな理論は暗黒物質なしに観測結果に合致する両者の数値自体は異なるが傾き（比率）はよく似ている / Credit:Rajendra P. Gupta . Testing CCC+TL Cosmology with Observed Baryon Acoustic Oscillation Features . The Astrophysical Journal (2024)既存の理論では粒子の相互作用にかかわる重力などの、自然な力の強度「結合定数」は時間が経過しても変化しないと考えられています。 また光の強度も時間を経ても変わらず、どんなに長い距離を走破してもエネルギーは失われないと考えられています。 しかし新たな理論では、この自然な力の強度「結合定数」が時間経過とともに弱まったり（CCC理論）、長距離を移動した光は疲れ切ってエネルギーを失う（TL理論）とする概念が含まれています（CCC＋T
宇宙の錬金術は星を使って行われていました。 米国のミシガン大学（UMich）で行われた研究によって、古代の星が地球上に自然に存在するどの元素よりも重い、原子質量 260 を超える元素を生成する能力を持っていたことを発見しました。 この古代の錬金術は、星という宇宙の大鍋が爆発したり衝突するときに生じる膨大なエネルギーを使って、原子に大量の中性子を詰め込んで陽子に変化させ、金やプラチナを遥かに上回る超重元素を作成します。 研究者たちはこの新たな発見が、宇宙で質量数260以上の超重元素が生成されるレシピの一端を解明する糸口になると述べています。 今回はまず超重元素ができる過程を具体例を使ってわかりやすく解説し、次いで研究手法についても紹介していきたいと思います。 研究内容の詳細は2023年12月7日に『Science』にて掲載されました。
by NASA Johnson 国際宇宙ステーション(ISS)で収穫されて行方不明になっていた「宇宙産トマト」が8カ月に越しに発見されました。トマトを収穫した宇宙飛行士はトマト盗み食いの疑惑をかけられていたのですが、トマト発見により盗み食いをしていなかったことが証明されています。 Space station astronauts solve the mystery of a missing tomato : NPR https://www.npr.org/2023/12/10/1218418262/missing-tomato-international-space-station ISSでは宇宙ミッション中の食料供給補助や火星での生鮮食品供給を可能にするために野菜の栽培実験が実施されています。今回発見された宇宙産トマトは栽培実験プロジェクト「Veg-05」で栽培されたもので、実験結果は宇
ハッブル宇宙望遠鏡によって撮影された渦巻銀河「NGC 4258」。その横幅は3万光年であり、地球から2300万光年の距離に位置している。その中に含まれる星の新たな測定結果は、宇宙の膨張速度が予想よりも速いことを示唆している。（PHOTOGRAPH BY ROBERT GENDLER, SCIENCE PHOTO LIBRARY） 米航空宇宙局（NASA）のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）から得られた新しいデータにより、宇宙がどの程度の速さで膨張しているかにまつわる謎が深まっている。今回の発見は、宇宙の膨張速度についての真相を解明するには、未知の物理学が必要となる可能性を示唆している。論文は査読前論文を投稿するサーバー「arXiv」で2023年7月28日に公開された。 約138億年前に誕生して以来、宇宙はあらゆる方向へ膨張を続けている。「ハッブル定数」と呼ばれる、現在の宇宙の膨張速
現在の宇宙には数え切れないほどの星や銀河が広がっており、いつまでもこの状態が続くかのように思われますが、いつの日か宇宙にも終わりがやってきます。そんな「宇宙の最後」には一体何が起きるのかついて、科学系YouTubeチャンネルのKurzgesagtがアニメーションで解説しています。 The Last Thing To Ever Happen In The Universe - YouTube ビッグバンによって始まったとされる宇宙は、水素やヘリウムのガスで満たされた非常に高温の場所でした。 その後、宇宙にはガスを元にして無数の星が形成されました。星を形成するガスは循環し、星が消滅しても新たな星の形成に使われます。 しかし、新たな星が形成されるたびに、赤色矮星と呼ばれるタイプの何兆年もかけてゆっくりと燃える星も増えてきます。 赤色矮星は死ぬと白色矮星という形態に移行し、ガスの循環をストップさせ
強力なガンマ線バーストの影響で、地球の電離圏に顕著な擾乱が引き起こされた様子を描いた想像図（ESA/ATG Europe; CC BY-SA 3.0 IGO） 約20億光年先の恒星の爆発によって発生したガンマ線の大規模な増光現象「ガンマ線バースト」が、地球の大気を変化させるほど強力だったとする研究結果が発表された。 【図】ガンマ線バーストを観測するESAのインテグラル宇宙望遠鏡の想像図 ガンマ線は最も波長が短い電磁波で、最も高いエネルギーを持つ。地球では雷、核爆発、放射性崩壊などとして放出される。宇宙空間では、恒星の超新星爆発や、超新星の残骸である高密度の中性子星同士の衝突などが発生源と考えられている。 今回のガンマ線バーストは、発生源が20億光年先にある。つまり20億年前に発生したものだ。 ■著しい擾乱 科学誌Nature Communicationsに14日付で掲載された、今回の研究を
天の川銀河内の元素組成を再現するようなモデル計算により、46億年前に太陽系が誕生した場所は現在よりも天の川銀河の中心に近く、1万光年ほど内側だった可能性が示された。 【2023年11月21日 鹿児島大学】 太陽系の重元素の量は、太陽の周辺にある同じ年代の他の星々とは異なっている。天の川銀河の中心部と外側では元素の量に違いがあることと合わせると、太陽系はもともと46億年前に現在とは異なる環境の場所で生まれ、その後今の場所まで移動してきたのではないかと考えられている。 天の川銀河の想像図。現在の太陽系は、銀河の中心から約2万6000光年の距離に位置している（提供：加藤恒彦、4D2U Project、NAOJ、ALMA (ESO/NAOJ/NARO)） 星は質量の違いによって進化の速さが異なり、その進化過程で合成される元素の供給過程が大きく変わる。具体的には、酸素、マグネシウム、ケイ素の一部は太
ダークマターは宇宙にある質量の大部分を占めていると考えられており、銀河の回転から宇宙の大規模構造まで至る所でその存在を示す証拠が見つかっているにもかかわらず、いまだ正体は不明です。そんなダークマターは実は1種類ではなく、さまざまな元素でできている通常の物質のように種類があるのではないかと論じる研究が発表されました。 [2310.08526] Recycled Dark Matter https://arxiv.org/abs/2310.08526 Dark matter may have its own 'invisible' periodic table of elements | Live Science https://www.livescience.com/space/cosmology/dark-matter-may-have-its-own-invisible-periodic
最新鋭の分析機器を運用する「海洋研究開発機構(JAMSTEC)高知コア研究所」。ここで、はやぶさ2が持ち帰った小惑星「リュウグウ」の試料分析を行ったのが、伊藤元雄さんが代表を務める「Phase-2キュレーション高知チーム」です。 先日の記事「太陽系46億年の謎へ 研究者も驚いた「リュウグウ」のできた場所」では、リュウグウが太陽系の外縁で誕生し、46億年という時間の中で現在の位置に動いたという発見を紹介しました。今回はさらにリュウグウの試料から見えてくる「太陽系形成の姿」、そしてこれからのサンプル分析についてお話を聞きました。 ーー伊藤さんの研究チームによる試料分析では、小惑星リュウグウが太陽系の外縁部で形成され、そこから現在の位置まで移動した可能性があることがわかりました。 太陽系初期の惑星形成については、「木星は現在とは別の場所でできて、現在の位置まで移動してきた」という理論も提唱されて
恒星から極めて近い距離を公転する「ホット・ジュピター」は多数の恒星に存在することが分かっていますが、太陽はホット・ジュピターを持たない例外的な恒星の1つです。なぜ存在しないのでしょうか？ JAXA（宇宙航空研究開発機構）の宮﨑翔太氏と大阪大学の増田賢人氏の研究チームは、太陽のような年齢の古い恒星にはホット・ジュピターが少ない傾向にあることを突き止めました。これは太陽系にホット・ジュピターが存在しない理由となるとともに、太陽と似た恒星の中では、太陽系がそれほど少数派ではない可能性を示唆しています。 【▲ 図1: 典型的なホット・ジュピターの想像図。発見時は常識外れに見られていたホット・ジュピターですが、現在では発見そのものは珍しくないほどの多数派となっています（Credit: NASA, JPL-Caltech, R. Hurt）】■ “常識外れ” から多数派となった「ホット・ジュピター」天
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