ダークマターとダークエネルギーの違い

主な違い–ダークマターとダークエネルギー

暗黒物質と暗黒エネルギーを理解することは、科学の重要な謎の1つです。暗黒物質と暗黒エネルギーの両方の存在は、多くの異なる観測によって裏付けられています。しかし、暗黒物質と暗黒エネルギーがどのように発生するのか、あるいはそれらが何で構成されているのかはまだわかっていません。 NS 主な違い 暗黒物質と暗黒エネルギーの間はそれです 暗黒物質は重力を介して相互作用し、物質をまとめようとします、一方 ダークエネルギーは宇宙の膨張を加速し、それによって物質を引き離します.

ダークマターとは

1930年代初頭、スイスの天文学者であるフリッツツビッキーは、銀河団内で銀河がどのように動いているかを研究していました。彼は2つの方法を使って銀河の質量を計算することができました。第一に、彼は銀河の動きを見ることによって、銀河間の重力を推定し、どれだけの質量が存在するべきかを決定することができました。第二に、彼は銀河の明るさを測定し、存在すべき物質の量を推測することができました。彼の結果は矛盾を示しました：彼が質量を計算するために動きを使用したとき、彼は質量を測定するために光を使用したときよりもはるかに大きな値を思いつきました。これを説明するために、ツビッキーは、光では説明できない他の目に見えない「暗黒物質」があるに違いないと信じていました。

次の40年間、この謎に関してあまり真剣な研究は行われていませんでした。 1970年代に、星が銀河の中心の周りをどれだけ速く動いているかを研究していたヴェラ・ルービンは、中心から遠く離れた星が本来よりも速い速度で動き回っていることに気づきました。彼女もまた、この振る舞いを説明できる銀河の中にいくつかの目に見えない物質があるに違いないと結論付けました。以下の画像は、彼女の調査結果をまとめたものです。

NS 銀河の回転曲線 –グラフは、銀河の中心からの星の距離の関数として、星が銀河内を動き回る速度を示しています。実線は観測結果を示し、点線は可視質量（通常の物質）のみを考慮した場合に予想された結果を示しています。

暗黒物質の存在についてのもう一つの説得力のある事例は、 重力レンズ。相対性理論によれば、光が巨大な物体を通過すると、光の経路が曲がります。その結果、遠くの銀河が歪んで見えることがあります。

重力レンズは遠くの銀河の画像を歪めます

NS 弾丸銀河団 衝突した後、互いにすれ違う2つの銀河で構成されています。弾丸銀河団の画像を以下に示します。ガスから放出されるX線を見ることで、この銀河のどこに普通の物質があるのかを知ることができます。画像のピンク色の領域は、通常の物質が集中している場所を示しています。しかし、弾丸銀河団によって生み出された重力レンズ効果を研究することによって、質量の大部分は青で示された領域に集中していることがわかります。

弾丸銀河団：ピンク色の領域は、通常の（目に見える）物質が最も集中している場所を示しています。青い領域は、重力レンズの測定から最も質量が存在するはずの場所を示しています。

これは暗黒物質が存在することを強く示しています。銀河が衝突したとき、暗黒物質の粒子は重力を介してのみ強く相互作用するため、比較的速く互いに通過できるはずです。普通の物質は互いにはるかに相互作用します（たとえば電磁力と）。したがって、普通の物質がすれ違うのにはるかに長い時間がかかります。これは、ピンクの領域がクラスターの中心に向かって存在する理由を説明しています。

ダークエネルギーとは

私たちから遠ざかっている星からの光は赤方偏移になります。つまり、光を見ると、本来よりも赤く見えます。 1920年代後半、エドウィンハッブルは、より多くの距離の星が常に赤方偏移を持っていることに気づき、宇宙が膨張していることを示しました。 1990年代後半、Ia型超新星を使用してさらに遠くの星からの距離と速度を測定したところ、宇宙は実際に加速して膨張していることが明らかになりました。このタイプの加速は、重力を介して相互作用し、実際には宇宙の膨張に逆らって作用するはずなので、通常の物質や暗黒物質から発生することはできません。したがって、ダークエネルギーが膨張を加速させる原因であると考えられています。

ダークエネルギーのもう1つの証拠は、 宇宙マイクロ波背景放射（CMB） 放射線。これらの変動は、宇宙が「平ら」に近いことを示しています。宇宙の普通の物質の質量エネルギー密度は、それを平らにするのに十分なほど近くにはありません。暗黒物質を入れても密度は足りません。これは、残りの質量エネルギーをダークエネルギーから取得する場合に調整できます。 Wilkinson Microwave Anisotropy Probe（WMAP）によって行われた宇宙マイクロ波背景放射の測定から、宇宙の質量エネルギーの組成に関する現在の推定値は次のとおりです。

WMAPデータ（NASA）から編集された宇宙の質量エネルギー含有量

一部の科学者は、暗黒物質と暗黒エネルギーの存在を受け入れていないことに言及する必要があります。代わりに、それらは、暗黒物質と暗黒エネルギーに起因する効果を説明するための代替理論をサポートしています。これらの理論は、説明をするために相対性理論に修正を加えることがよくあります。ただし、そのような代替説明のサポートは減少しています。