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【理論物理】宇宙の加速膨張を説明する新たな理論「物質と反物質の反発から生じる反重力に起因」

1 星降るφ ★ :2012/02/16(木) 22:12:27.28 ID:???
Ker Than for National Geographic News
2012/02/16

宇宙全体に存在するとされながらも、正体が依然として不明な「暗黒エネルギー」。宇宙の加速膨張を説明する有力な仮説と見なされている。だが最近になって、物質と反物質との間の強力な反発力に基づく新たな理論が発表された。

宇宙膨張説は近年では広く支持されているが、1998年になってその膨張が加速的だと示唆する観測結果が発表された。これは研究者の間でも予想外であり、物理学における“最も深刻な問題”とされている。重力に対する従来の認識に基づけば、宇宙の物質間には引力が働くため膨張は減速しなければならないからだ。この加速膨張を説明するために提唱されたのが、反発力を生む仮想的なエネルギー「暗黒エネルギー」である。

新たな研究結果は、この暗黒エネルギーによる効果が実際には、通常の物質と反物質とが反発し合うときに生じる一種の「反重力」に起因することを指摘。発表したイタリア、トリノ天文台の宇宙物理学者マッシモ・ビラータ(Massimo Villata)氏は次のように説明する。「通常この反発力は、宇宙全体を一様に満たしている暗黒エネルギーが元だとされる。しかし暗黒エネルギーの正体や、なぜそのような効果をもたらすのかについてはまったく分かっていない。我々は未知の存在の代わりに、比較的よく知られている反物質による反重力に着目した」。

◆カギは宇宙空間に散在する空洞領域

ビラータ氏によると、宇宙の加速膨張のカギを握っているのは、宇宙空間に散在する巨大な空洞領域だという。全長が数百万光年にもおよぶこの領域には、なぜか銀河や銀河団が存在しない。

同氏はそこに大量の反物質が存在し、恒星や惑星を含む銀河が形成される可能性もあると考えている。天の川銀河に最も近い空洞領域は「ローカルボイド」で、おとめ座超銀河団の中に位置する。

反物質は、現在の観測機器で検出できる電磁波を放出していないため、実際にその姿をとらえることはできない。「空洞領域に存在する反物質が不可視な理由はいくつか考えられるが、明確な結論は得られていない。また実験室の反物質は、周囲に通常の物質が存在するため、空洞領域にある反物質とは異なる挙動を示す可能性がある」。

反物質は銀河内に存在する物質に対して反発力を及ぼすことで、物質どうしを引き離す働きを持つと考えられる。そのため反物質自体は知ることができなくても、宇宙の可視的な領域に及ぼす影響の観測はできるとビラータ氏は述べる。

今回の研究結果から、宇宙に関するその他の問題についても解決の可能性が出てきたという。その1つが“失われた反物質”問題である。

現代物理学の定説では、ビッグバンの際に物質粒子と反物質粒子が同じ量だけ生成される。だが、宇宙の可視領域は通常の物質からなる構造ばかりが存在するように見える。

そこでビラータ氏は、ローカルボイドの中にどの程度の反物質が存在するかの特定を試みた。
ローカルボイドには、物質で構成された巨大で平坦な銀河の集団「ローカルシート」が隣接しており、ローカルボイドから遠ざかっていると考えられている。同氏は、ローカルシートを遠ざける反発力が生まれるにはどの程度の反物質が必要かを計算した。

(>>2以降に続く)

▽記事引用元 ナショナルジオグラフィック ニュース
http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=20120216001&expand#title
英語原文 Is Dark Energy Really "Repulsive Gravity"?
http://news.nationalgeographic.com/news/2012/02/120215-dark-energy-antimatter-physics-alternate-space-science/

▽画像 暗黒エネルギーが関わっているとされる宇宙の膨張とその加速を時系列で表したイメージ図。


▽Astrophysics and Space Science
http://www.springerlink.com/content/0004-640x/338/1/






 


2 星降るφ ★ :2012/02/16(木) 22:14:09.25 ID:???

(>>1からの続き)

「ローカルボイドでの計算値と同じだけの反物質がその他の空洞領域にも存在すると仮定した場合、宇宙全体の反物質量と物質量が等しくなると明らかになった。つまり、宇宙における物質と反物質の“対称性”があることになる」。

◆物質と反物質が反発し合う仮説は正しいか

今回発表された研究結果について、スイスにある欧州原子核研究機構(CERN)の物理学者ドラガン・ハジュコビッチ(Dragan Hajdukovic)氏は、「アイデア自体は興味深い」とコメントする。しかし、宇宙に物質・反物質の対称性があるとする仮説には同意できないという。「空洞領域内に大量の反物質が存在するなら、なぜ観測できないのかが大きな問題だ」。ハジュコビッチ氏自身も、物質と反物質との反発力に基づく暗黒エネルギーや暗黒物質についての独自の理論を最近発表している。

宇宙に物質・反物質の対称性があるという仮定の下で反物質の不可視性を説明するためには、別の仮説を用意しなければならないとハジュコビッチ氏は指摘する。「だが、ある仮説の正当性を主張するために別の仮説が必要になるケースは、理論を構築する上であまり好ましくはない」。

一方ビラータ氏は、今回発表した理論に用いた仮説はいずれも、物理学の中ですでに広く認められた理論が予測していると主張。「その他の仮説は一切必要ない」と強気の姿勢を見せている。

今回の研究結果は、「Astrophysics and Space Science」誌に掲載される予定。

(記事引用ここまで)

14 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 22:33:26.06 ID:1BBbWiY6

普通に理論物理やってたらすぐにたどりつく概念
問題は、反○○をどうやって観測するかだ

19 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 22:41:20.17 ID:x9yuKLsY
ボイドを観測すればいいじゃない
ボイドの向こうに星くらいあるでしょ?
でもなんも無いようにしか見えないんでしょ?
物質もなければ重力による歪みもない
さぁ困ったw

20 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 22:43:02.32 ID:4tis9t9u
>>19
ボイドに反物質があるんじゃない
見えてる天体の半分は反物質で出来てるんだよ

24 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 22:48:16.39 ID:XhhIFST3
>>20
> 見えてる天体の半分は反物質

いや>>1は見えないと言ってるんだが。
> 反物質は、現在の観測機器で検出できる電磁波を放出していない

しかし>>19の言う通り、本当に「物質と反物質の反発から生じる反重力(笑)」がボイドにあるなら、
重力レンズ効果で観測できる。

28 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 22:53:25.04 ID:4tis9t9u
>>24
見えてる天体の半分が反物資ってのは俺オリジナルの説ね
この方がシンプルで筋が通ってる

29 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 22:55:57.51 ID:XhhIFST3
>>28
見えてる天体はシートやフィラメント状に分布してるから、んな大量に反物質があったら
とっくに対消滅が観測されてるハズなんだがねぇ。

40 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:04:11.00 ID:4tis9t9u
>>29
物資で出来た天体と反物資で出来た天体との間には反重力が働くから、反発しあうだろ?
だからなかなかぶつからないんだよ

41 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:06:00.99 ID:XhhIFST3
>>40
「見えてる天体はシートやフィラメント状に分布」という観測事実を否定しても哀れなだけだぞ。

47 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:16:50.72 ID:4tis9t9u
>>41
その観測事実からどうやって見えてる天体が反物資ではないと結論づけられるんだ?

54 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:34:21.91 ID:XhhIFST3
>>47
明らかに「反発しあ」ってないだろ。

56 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:43:59.02 ID:4tis9t9u
>>54
あ、ごめんごめん
負の質量ではないわ
反物資の慣性質量は正だが、物資と反物資の間に働く重力質量は負である、という説だな

21 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 22:43:04.24 ID:vR3GuHmw
「物質と反物質」、「重力と反重力」、「プラスとマイナス」、「陰と陽」・・・。

いい加減、このような二項対立的な思考から自由にならないと、世界の真の理解は得られない。
二項対立は「狭い対称性」であり、物理学だけでなく、現代人の思考の制約となっている。

123 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 10:43:55.81 ID:j2BQpKVx
>>21
クォークは三対でハドロンを作るし、光子の反粒子は光子で実質存在しないし
フェルミ粒子やボース粒子の超対称性粒子は存在が予測されるも発見されてないし
フェルミ粒子でもボース粒子でもない非アーベリアン準粒子ってのもある

必ずしも二項対立構造にはなっていないし、お前より物理学者もそれをよくわかってるよ

23 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 22:47:48.97 ID:x9yuKLsY

そうなら アインシュタインがやったみたいに 計算すると
それ自体が法則だったりしてw

25 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 22:50:30.20 ID:f0P8cIWT

遠方の銀河の膨張速度が速いことが判明したわけだが、それは時間的には宇宙草創時の銀河の膨張速度が速かったということでしょ。
これってビックバン直後の膨張が速かったというだけのことじゃないの? 宇宙膨張が加速しているわけではないんじゃないの?なんかおかしい?

27 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 22:53:00.59 ID:ztFzDYPm

インチキ臭い
反物質なんてそんなにねーだろ

34 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:01:33.02 ID:chh+FN0+

空洞領域には反物質知的生命体がいるのか
マンガネタとしては面白い

35 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:02:16.26 ID:FFMC30S9

反物質がそこら中に湧いてるから赤方偏移が起こる
5次元は時間の平面空間、6次元は時間の立方空間。

39 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:03:41.24 ID:Y7eey7ev
反物質は隣接した次元の空間に逃げてるから見えないわけ。わかる?

192 名無しのひみつ :2012/02/18(土) 02:03:25.67 ID:NsrxtER8
>>39
あ、同じような事考えてた
宇宙は膨張してると見るよりも、よりデコボコになってきていると見るべきかと

43 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:09:06.11 ID:2d69D8sI

おまえらが反物質なんだろ
勘違いすんなよ

44 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:10:53.27 ID:zfS4X+Ee
加速膨張って知ってるか?

48 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:17:35.85 ID:pOQiMTnH
>>44
あれは事態誤認識かもしれない。

45 ココ電球 _/::o-ν ◆tIS/.aX84. :2012/02/16(木) 23:12:24.38 ID:JC6Tvx+l

反物質はディラックの海においてある
銀河系のあたりは物質優勢だね

49 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:19:02.65 ID:Jbi2GQ3P
加速膨張しているように見えるだけで
実は地球の時間が減速しているだけ

57 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:47:56.94 ID:x9yuKLsY
>>49
それ考え方が逆じゃないの?
相対論的に宇宙時間が早くなってるんだろ? つまりあいつら減速してるんだよw

122 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 10:39:52.55 ID:d29Djweh
>>57
あいつらが減速してるんじゃなくて
宇宙全体で時間が加速してるが
遠い場所は過去をみているので、時間の流れが遅い頃の景色をみている
点→線→面→立方→時間→時間の加速。




妄想楽しい

50 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:23:30.96 ID:Wb7J5PSz
反物質が無くても成り立つ仕組みを考えたらどうなの。家庭が間違ってるだけで
えせ宗教みたいなものは存在しないと思う。

52 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:26:36.49 ID:4tis9t9u
>>50
俺はダークエネルギーの方が無理があると思うが

73 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 01:54:02.02 ID:nDyQPy5O
>>52
俺もそう思う。

51 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:24:01.59 ID:o9CbwxCK
反物質って正のエネルギー、正の質量を持つはずだから重力的には何ら普通の物質と変わらないはずなのに

53 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:28:28.25 ID:4tis9t9u
>>51
反物資は正の質量を持つって実験で確認されたのか?
前にそれを調べたんだがそれを実験してる論文は見つからなかった

58 名無しのひみつ :2012/02/16(木) 23:52:48.47 ID:M/zgSqnC
>>53
慣性質量は正
(これが仮に負だと挙動がおかしすぎて実験にならないし
そんなことは起こったことがない)

重力質量が負であるかどうかは「おそらくない」が、否定した実験はない
(ソースはWikipedia の Antihydrogen)

336 名無しのひみつ :2012/02/21(火) 23:52:15.27 ID:Pwy3uwie
>>53
奇妙な論文がある。
CPT symmetry and antimatter gravity in general relativity
by M. Villata, doi: 10.1209/0295-5075/94/20001

量子力学で通常仮定されるTCP対称性と、相対性理論をあわせると、
物質と反物質は、反重力になるはずだという結論だ。
この論文も、これによってると思うぞ。

光子やマヨラナはどうなるのか不明だから、この結論は間違いだろうが。

341 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 09:20:10.41 ID:Z23BMhbw
>>336
お、これ俺の言ってることそのまんまじゃん…
まぁ俺は思いつきで言ってるだけだけど

光については、こう考えるとどうだ?

見にくい絵で失礼w
光は歪んだ空間を、最短距離を通るようにすすむんだよね?
そうすると、たとえ反物質で上方向に空間が歪んでいたとしても、絵のように物質と同じように凸レンズ様に光が曲がるんじゃないか?
光に対して反発するような重力レンズが観測されない理由はこれだね

342 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 09:29:50.56 ID:K222fhf0
>>341
反物質の図って光が真ん中に集まるのはおかしくないか?
余計外にバラけるのでは?

343 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 09:41:11.04 ID:Z23BMhbw
>>342
なぜそう思う?
光には質量がないんだよね?
だから重力によって物質に引きつけられるわけではない
物質の周りは空間が歪んでるから、その空間を通る時に曲がってしまうという理解だったと思う
では反物質で空間が反対方向に歪んでたらどうだろう?
「光は最短経路を通るように進む」という理屈からすると、物質の場合と同じように曲がるはずだ

346 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 10:58:38.07 ID:8f4wXaih
>>343
だから、その理屈だと反物質どうしも反発力になっちゃうことに気づけよ。
>>336の論文でも、反物質同士は引力。物質と反物質の間が斥力になる。

348 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 11:06:26.88 ID:Z23BMhbw
>>346
俺も反物質同士は普通に重力が働くと思ってるぞ
俺の文章のどこを読んでそう思っちゃったんだ?

349 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 11:11:52.92 ID:8f4wXaih
>>348
時空のひずみで反発力が生じるなら相手によらず反発だろ。

350 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 11:25:57.29 ID:Z23BMhbw
>>349
いや、違うな

よくこういう絵で二次元的に時空の歪を表してるよな

これで説明すると、物質による歪は下方向で、反物質による歪は上方向だ
つまり、

・歪が下方向の物質同士は引き合う
・歪が上方向の反物質同士は引き合う
・歪が下方向の物質と、歪が上方向の反物質は反発し合う

となるだろう
よく弾力のある膜の上に重い玉を転がして擬似的な重力の実験をすることがあるが、これもマイナス方向に拡張すればわかりやすい
例えば弾力のある膜を水中で考えると、水より重い球は物質、水より軽い空気の入った玉は反物質と考えることが出来る
上から置いた重い玉2つは引き合うし、下から置いた空気玉2つも引きあうだろう
それに対し、上から置いた重い玉と下から置いた空気玉は反発しあうはずだ

351 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 11:30:30.26 ID:8f4wXaih
>>350
その図で言うと反物質は上に落ちようとするってわけね。
光はどっちに落ちるんだ?

352 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 11:38:13.70 ID:Z23BMhbw
>>351
光は質量がないから落ちないよね
その代わり、光が歪んだ空間を通る時は光の進行経路も曲がる
その曲がり方は、下に空間が歪んでても上に空間が歪んでても同じなんじゃないかってこと

359 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 12:30:19.26 ID:EYB3vdHc
>>352
上に歪んでれば逸れる方向に
進むでしょ

63 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 00:13:10.82 ID:I4f2ncbY
反物質と物質の間に反重力=斥力が働くと仮定しても
反物質と反物質の間には重力=引力が働くんだろう・
それなら反物質世界も銀河を形成してる筈だろ。
例え反物質世界が物質世界から見えなくてもボイドが反物質だとするのは強引過ぎるわ。

64 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 00:15:22.45 ID:FhKMQ/yL
>>63
俺は見えてる半分の天体は反物資だと思うが
ボイドに反物資があるのではなくね

68 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 00:23:05.17 ID:I4f2ncbY
>>64
> 反物質は、現在の観測機器で検出できる電磁波を放出していないため、実際にその姿をとらえる
ことはできない。「空洞領域に存在する反物質が不可視な理由はいくつか考えられるが、明確な結論は
得られていない。また実験室の反物質は、周囲に通常の物質が存在するため、空洞領域にある反物質
とは異なる挙動を示す可能性がある」。

あんたが見えると言うのは根拠があるのだろうと思うけど>>1がおかしいという話をしてるわけで、、、

337 名無しのひみつ :2012/02/21(火) 23:56:52.20 ID:Pwy3uwie
>>64
1970年代のサハロフの議論で結論が出てる。
それでは、物質と反物質が分離する、別の機構が必要で難しいとな

98 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 08:28:19.62 ID:/qIKgljJ
反重力エンジンの発明まだ?

暗黒物質集めて反重力を使い永久機関を作ろうwwwwwwwww

99 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 08:30:17.40 ID:egtiyyWw
>>98
確かに、これが正しいなら、反物質を集めて磁気ボトルに保存すれば、反重力が実現できるな。

109 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 09:19:35.20 ID:b2vinmrw
物質と反物質の間に斥力が働くの?

338 名無しのひみつ :2012/02/22(水) 00:05:41.22 ID:rI7uFhBM
>>109
そういう物理学者も存在して、注目されるようになった。
もう、なんでもありの滅茶苦茶なカオス状態。

114 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 09:59:22.64 ID:YPCVHDGl
反物質なんかありません

134 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 12:49:39.96 ID:j2BQpKVx
>>114
陽電子も反クォークも普通に存在するが

119 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 10:22:07.98 ID:juinlrZv
物質と反物質が対称なら、反水素のはずで見える。
また、バリオンが倍では少なすぎて、加速膨張にならんのではないかな

201 名無しのひみつ :2012/02/18(土) 10:54:05.21 ID:cTH9bG+m
>>119
光子には電荷がないからね

しかしγ線のような高いエネルギーの光子同士をぶつけたら
電子と陽電子対で現れるんだから不思議だな

光子 + 光子 ←→ 電子 + 陽電子

133 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 12:43:09.34 ID:WFGrHjP9
物質と反物質で半々で構成された乗り物は面白そうだ
重力の影響を受けなくなるからな

136 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 13:17:55.99 ID:O65xApXT
>>133
対消滅させることなくどうやって一つにまとめるかが課題だな。

143 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 14:59:27.00 ID:n2rMYJzB
反物質じゃなくてエキゾチック物質とかいうやつじゃねーの?

147 名無しのひみつ :2012/02/17(金) 15:26:46.12 ID:LtQXk10G
>>143
エイキゾチックだろうがなんだろうが働く力は変わらんだろ

232 名無しのひみつ :2012/02/19(日) 09:58:51.73 ID:rtEQzp49
宇宙構造のデータ見れるサイト見つけたわ
銀河大杉ワロタ
これでもまだ宇宙の一部なんだな
立体的にどうなってるかはこれではちょっとわかりにくいな…
http://astro.uchicago.edu/cosmus/projects/sloangalaxies/

233 名無しのひみつ :2012/02/19(日) 10:05:55.75 ID:c/ogcfcm
>>232
前から疑問だったんだけどさ
この地図って観測した時のそのまま使ってるんだよね?
つまり距離が離れるほど過去の位置になるのか?

234 名無しのひみつ :2012/02/19(日) 10:16:17.00 ID:rtEQzp49
>>233
最も遠いところに見える背景放射はビッグバン時のものだから、そもそも距離が0じゃないかってこと?

235 名無しのひみつ :2012/02/19(日) 10:35:07.06 ID:c/ogcfcm
>>234
地図にしてみたはいいけど
地球儀みたいに止まった地図じゃないから
変な言い方になるけどその瞬間の現在地を予測して描いたりはしてないよねって意味

236 名無しのひみつ :2012/02/19(日) 10:43:08.13 ID:rtEQzp49
>>235
あぁ観測時間がずれるから、その分ずれてるだろって?
そのサイト良く読んでみると予測してるかどうか記述あるかもね
俺は読まないけどw
このスケールだとその程度のズレは微々たるもんだと思うけど

246 名無しのひみつ :2012/02/19(日) 17:03:40.96 ID:c/ogcfcm
>>236
微々たると言っても150億光年先に見えたのが実際は450億光年先とかだったら
かなり違って構造も変わってくるような気がするけど
ただ「重力も光速で伝わる」理論もあったりするし何がなんやら
宇宙パネェですね

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