2023.08.25 2023.09.02

TED要約:ダークマターに光を当てる

marugotoyoten

スタンフォード大学のガビラン物理学教授であるパトリシア・バーチャットが「ダークマターに光を当てる」について語りました。この動画の要点と要約をまとめました

スピーカー

パトリシア・バーチャット

専門分野:実験素粒子物理学と宇宙論
経歴:宇宙の暗黒物質のマッピングと暗黒エネルギーの性質を研究する。2001年にアメリカ物理学会フェローに、2005年にグッゲンハイムフェローに選ばれた。2013年にはアメリカ科学振興協会フェローになった。

３つの要点

要点１
最小スケールと最大スケールの問題がつながっている。
要点２
暗黒物質の存在は、銀河内の星の軌道速度や銀河団の運動から確認されている。
要点３
宇宙の膨張が加速していることから、暗黒エネルギーが存在すると考えられている。

要約

最小スケールと最大スケールで宇宙を探索する
私は素粒子物理学者として、素粒子とその相互作用を研究しています。最近では、最小スケールと最大スケールの問題がつながっているため、私の焦点を最大スケールの宇宙に移しました。私たちは、私たちが見ることができるすべてのものを含む普通の物質が宇宙のごく一部しか占めていないことを発見しました。残りは、見えない暗黒物質と暗黒エネルギーで構成されています。しかし、私たちは、暗黒物質の重力効果によってそれを検出することができます。暗黒物質は銀河や銀河団の構造とダイナミクスを支配しています。

暗黒物質の証拠
暗黒物質の証拠は、銀河内の星の軌道速度や銀河団内の銀河の運動を観察することから得られます。渦巻銀河では、中心に近い星ほど外側の星よりも高速で回転するはずです。しかし、測定結果は速度が一定であることを示しており、見えない暗黒物質の存在を示しています。同様に、銀河団には可視物質、ガスを含む見える物質よりも多くの質量が存在しています。暗黒物質の存在は、重力レンズ効果によってクラスターの質量分布が明らかになる光の屈曲によって確認されています。

暗黒エネルギーと宇宙の膨張
宇宙自体が膨張しており、銀河はより遠くに移動しています。当初は、膨張は時間とともに減速すると考えられていました。しかし、観測結果は実際には膨張が加速していることを示しています。この予想外の発見により、宇宙を膨張させる謎のエネルギーである暗黒エネルギーが導入されました。暗黒エネルギーは銀河間の重力引力を相殺し、構造の形成を妨げます。暗黒エネルギーの存在はまだ説明されておらず、数学モデルへの組み込みは十分に動機付けられていません。

暗黒物質と暗黒エネルギーの探索
科学者たちは積極的に暗黒物質と暗黒エネルギーを探索しています。暗黒物質粒子は弱い相互作用を持ち、普通の物質を通過します。地下深くにある検出器などは、暗黒物質粒子の相互作用を捉えることを目指しています。衛星望遠鏡や大型ハドロン衝突器も暗黒物質の研究に使用されています。さらに、将来の地上および宇宙望遠鏡は、暗黒物質と暗黒エネルギーの調査に特化して設計されています。これらの取り組みは、暗黒物質と暗黒エネルギーの性質に関する物理学の大きな問題に取り組むために貢献しています。

▼今回の動画