M.D.学修院

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 宇宙の謎に迫る!
宇宙は真空ではなかった
目に見えない「ダークマター(暗黒物質)」とは!?

■宇宙を満たす謎の物質「ダークマター」
 宇宙には最初、水素原子しか存在していなかったが、太陽のような恒星の中で核
融合が進み、ヘリウムや酸素、ケイ素などの原子が作られていることは分かっていた。もっとも、太陽ほどの大きさだと、できるのはヘリウム・酸素・炭素までで、それ以上の原子を作るには、もっと大きな恒星でないといけない。その恒星が寿命を迎


え、超新星爆発を起こした時に、それらの原子を宇宙に放出する。そして様々な原子を含んだガスが再び集まって、太陽系のような星々を作り出す。
 地球も私たちの体も、もとをたどればそのような恒星が作り出した物質で出来てい
るわけだ。
 ところが、最近の研究でそのような「普通の物質」以外に、「ダークマター」と呼ばれ
る物質が、宇宙には存在していることが明らかになってきた。しかもその「ダークマタ
ー」は目に見えないだけでなく、検出することすら非常に難しいというのだ。
 だが上の写真のように、私たちの銀河は暗黒物質に包まれるように存在してい
る。

■ダークマターの特徴

                 ・見えない
                 ・質量がある
                 ・私たちの周りを飛んでいるがすりぬける
                 ・宇宙の初期に作られ安定

 

 

 銀河が出来るには、このダークマターが必要不可欠で、ダークマターが存在しなけ
れば、宇宙のガスが集まって星が出来ることはないのだと言う。

■ダークマターの正体は?
 現在、ダークマターの正体を突き止めようと、各グループが研究している。
 京都大学「低温物質科学研究センター」では、「アクシオン」というまだ見つかってい
ない素粒子ではないかと考えて、磁気を利用した最新の機器を使って検出しようと
試みている。
 また、岐阜県の神岡鉱山では、東京大学のグループがダークマターを検出しようと
している。このグループは、ダークマターの正体を「ニュートラリーノ」という未知の素
粒子だと考え、深さ1,000mの地下に置かれた実験装置を使って検出しようとしてい
る。

 さらにこのダークマターを実験で作り出そうという研究も進んでいる。
 スイスのジュネーブ郊外には、山手線に匹敵する一周27kmの「粒子加速器」が建
設されている。世界最大の高エネルギーを実現できる粒子加速器「LHC」だ。これを
使って、宇宙から降り注ぐダークマターを検出するのではなく、小さなビッグバンを実
験装置の中で発生させ、ダークマターを人工的に作り出して、その正体を突き止め
ようというのだ。
 この加速器の中で、陽子を光に近い速度にまで加速し互いに衝突させることで、ご
く狭い範囲に限ればビッグバンに匹敵するエネルギーを生み出すことができる。そ
の高エネルギーの中では、宇宙の初期と同様に様々な素粒子が作り出されるはず
だと予想されている。
 この研究は2008年から本格始動し、世界33カ国の研究者が参加する予定だ。

■ダークマターの量は普通の物質の5~6倍!?
 このダークマターは宇宙にどのくらい存在しているのだろうか。実は、普通の物質
の5~6倍の量であることが分かっている。このダークマターは、今も私たちの体を自
由に通り抜けているのだ。

■ダークマターよりも多い「ダークエネルギー」!?
 ダークマターは普通の物質の5~6倍あるということだが、驚いたことにさらにその
3~4倍あると言われているのが、この「ダークエネルギー」というものだ。
 下の図のように、宇宙を構成しているたった4%が普通の物質でできた星や銀河で
あり、残りの96%は私たちがまったく知らないものであるというのだ。



 ダークエネルギーというのは「重力とは反対のような宇宙を膨張させるエネル
ギー」である。



 宇宙は137億年前に誕生してから38万年かけて冷えたと言われている。そして水素原子が核融合によって様々な原子へ分化し、私たちが知る「普通の物質」ができ
た。
 「普通の物質」で出来ている私たちには「普通の物質」しか知覚することができない
が、「ダークマター」「ダークエネルギー」は確実に存在している。
 今後の研究成果に期待したい。