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ダークマターの正体も解明!?未知の素粒子アクシオン発見か

どうも!宇宙ヤバイch中の人のキャベチです。

今回は「未知の素粒子アクシオンが発見される!?」というテーマで動画をお送りしていきます。

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つい昨夜、東京大学などが参加する国際研究チームが未知の素粒子アクシオンを検出した可能性があるという特大のニュースが入ってきたので、今回はそちらを解説させていただきます!

アクシオンとは?

Credit:天文学辞典(日本天文学会)

アクシオンは原子核の中にある陽子や中性子などよりもさらに小さい素粒子の一種で、発見はされていないけど理論的には存在していそうな、仮説上の素粒子です。

陽子や中性子は「強い力」という力で強く結びつくことで、原子核を形成しています。

さらに陽子や中性子の内部にあるさらに小さいクォークという構造同士も、「強い力」によって結びついていると考えられています。

アクシオンが登場するのは、そんな「強い力」を説明するための理論である「量子色力学」においてです。

量子色力学においてどのようにアクシオンが登場するのかを説明しようとすると非常に複雑になってしまうのですが、「強い力」を理解するために不可欠な極めて重要な素粒子で、発見すればノーベル賞級とも言われています!

ダークマターの正体である可能性も!

そしてこのアクシオンは、宇宙において未知の物質の一つである「ダークマター」の正体である可能性もあります!

私達の太陽系も、地球の夜空に輝く肉眼で見える恒星も、身近な星々は全て天の川銀河の中に属しています。

天の川銀河は2500億個もの恒星が集まった恒星の大集団です。

こんな恒星の大集団である銀河は、観測可能な宇宙の中に実に2兆個もあると言われています!

宇宙を語る上で銀河は絶対に欠かせない重大な構成要因です。

ですが銀河は、実はそもそもなぜ存在できるのかわかっていません

銀河の星々は銀河核の周囲を公転していますが、その回転速度が明らかに速すぎるんですね。

目に見える物質の質量から重力を計算すると、今の回転速度では銀河の形状を維持できず吹っ飛んでしまいます

そこで出てきた考え方が、「ダークマター」というものです。

ダークマターは「知覚できないが質量は持つ物質」のことで、人類が存在を知覚できる通常の物質の5-6倍程度の質量を持っていると考えると、銀河の回転速度が説明できるそうです。

そしてさらに銀河や銀河団などより大きな構造を見ても、ダークマターが含まれている前提の重力的な運動をしていることが明らかになっています!

このようにダークマターは宇宙の基本構造である銀河の構造や運動の謎を上手く説明するために必要な極めて重要な存在です。

そんなダークマターの正体の候補として、ブラックホールや中性子星、白色矮星、褐色矮星、通常の惑星など暗くて地球から観測しにくい天体が挙げられたりもします。

ですがこれらはどれも「人間がすでに存在を確認もしくは予想できている物質の5-6倍もの質量を占めるほど大量に存在する」とは考えにくく、あまり有力ではありません

残る有力な候補の一つとして、「未知の素粒子」が挙げられます。

人間がまだ発見できていないだけで実は大量に存在している素粒子があるとしたら、それがダークマターである可能性があるわけですね!

もしも今回のニュース通りアクシオンが本当に実在していて、さらにダークマターであると認められるほど大量に存在していることが判明したら、天文学的にも今回の発見は本当に大きな進歩となる事でしょう!

結論:アクシオンの発見あくしろん

情報参照元:https://www.sankei.com/life/photos/200617/lif2006170062-p1.html

サムネイル画像クレジット:Credit: ETH Zurich

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