宇宙の膨張を加速させる仮説上の力であるダークエネルギーは、時に答えよりも多くの疑問を提起する。しかし、新たな研究では、ブラックホールがダークエネルギーの温床となっている可能性を示唆する驚くべき証拠が提示され、ダークエネルギーの量がこれまで考えられていたよりも一定ではない可能性が示唆されている。
8月21日にPhysical Review Letters誌に掲載された論文で、研究者らはダークエネルギー分光装置（DESI）のデータを用いて、ブラックホールが死んだ星の物質をダークエネルギーに変換するという仮説を検証した。宇宙論的結合ブラックホール（CCBH）仮説と呼ばれるこの理論は、ダークエネルギーが自然発生的に発生したわけではないことを示唆している。むしろ、ダークエネルギーは宇宙の生命循環の有機的な副産物であり、ビッグバン後の星の形成と死滅によって時間をかけて蓄積されてきた。
データに役立つ理論
この理論的枠組みは、ダークエネルギーの生成速度と物質の消費速度を星形成速度と都合よく結び付けており、ハッブル宇宙望遠鏡とジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって何度も確認されている。また、DESIデータと地球ニュートリノ実験の間に以前存在した不一致も解消する。DESIデータでは、宇宙のバジェット質量にニュートリノが存在することを考慮に入れていなかったためである。
「この論文は、初めてデータを特定の物理モデルに当てはめており、うまく機能しています」と、論文の共著者でありDESI科学者でもあるグレゴリー・タルレ氏はミシガン大学の声明で述べています。「少なくとも興味深いものです。『説得力がある』という表現の方が正確でしょうが、私たちの分野ではそういう表現は控えたいと考えています。」
宇宙の緊張を解消する
アリゾナ州の片隅に設置されたDESIは、5,000個のロボットの目を用いて、15分ごとに異なる銀河を捉え、宇宙にある数千もの銀河の地図を作成しています。2018年の打ち上げ以来、DESIは前例のないほど詳細な宇宙地図の作成に大きく貢献しています。
この3Dマップにより、物理学者はダークエネルギーの性質について画期的な結論を導き出すことができました。同時に、DESIデータは、現在存在する物質の量が過去よりも少ないことを示唆しており、初期宇宙の「正しい」解釈をめぐって宇宙論と素粒子物理学の間に緊張が生じています。
CCBHモデルは簡単な解決策を提示する。「ニュートリノ質量の確率分布は、正の数を示すだけでなく、地上実験と完全に一致する数を示していることがわかります」と、研究の共著者でありアリゾナ州立大学の天体物理学者であるロジャー・ウィンドホルスト氏は説明する。「これは非常に興味深いことです。」
このモデルは「当初は関連性があるとは考えられなかった現象を定量的に結び付けている」と、研究共著者でハワイ大学の天体物理学者ダンカン・ファラー氏は付け加えた。しかし、このアイデアは有望ではあるものの、コミュニティと将来のDESI研究の両方からのさらなる精査が必要になるだろうと彼は述べた。
確かに、数多くの新しい機器と視点の登場により、私たちは宇宙論の黄金時代を迎えています。もちろん、それはかなりの混乱をもたらすはずですが、ビッグバンが宇宙を創造できたのであれば、私たちも立ち直れると信じる理由があります。
