2019年06月26日

◆ 暗黒物質の正体

 暗黒物質の正体は何か? 小さな素粒子か?

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 暗黒物質の正体は何か? これには、「小さな素粒子だ」という説が有力であるそうだ。
 学校では「万物は原子でできている」と習ったのに、宇宙の物質の8割以上は原子ではなく正体不明のダークマターで、この重力のおかげで星や銀河、私たちが生まれた。ダークマターは小さな「素粒子」ではないかという説が有力だ。太陽さえも簡単に突き抜けるニュートリノのように、ほとんど反応しない小さな粒というわけだ。
 だとすると、ダークマターは私たちの周りを飛び回っていることになる。
( → (村山斉の時空自在)待つか作るか、暗黒物質を求めて:朝日新聞

 しかし私はこれには否定的である。むしろ、その逆だと考えている。
 「暗黒物質は、非常に重い粒子である。ただし、その寿命はきわめて短い」


 寿命が短いというのは、すぐに崩壊するということだ。そして、崩壊してエネルギーとなったあとで、別の場所で粒子の形で再誕生する。しかしそれもまた、きわめて短い寿命で崩壊する。かくて宇宙は、きわめて短い寿命の暗黒物質が瞬間的に生まれては消えている場だ。そこでは、崩壊したあとで再誕生するまでの間は、エネルギーが空間に満ちていることになる。これが暗黒エネルギーだ、とも言える。

 以上のことは、すでに別項で述べた通り。
  → 暗黒物質と暗黒エネルギー: Open ブログ

 ──

 なお、基本的な原理としては、次のことがある。(おおざっぱな傾向で)
 「軽い粒子は、寿命が長い。重い粒子は、寿命が短い」

 このことからして、軽い粒子は寿命が長いので、見つかりやすい。たとえば、光子やニュートリノだ。ニュートリノは他の物質と反応しないので、見つかりにくいが、それでも最終的には見つかった。まして、他の軽い粒子であれば、とっくに見つかっているはずだ。また、レプトンという粒子であれば、予想も付くはずだ。

 一方で、重い粒子というのは、寿命が短いので、見つかりにくい。新しいところでは、ヒッグス粒子というのがそうだ。これが見つかったのは、つい最近のことだ。もっと重い粒子であれば、もっと見つかりにくいだろう。普通の加速器ではもはや無理で、リニアコライダーを使うと見つかるかもしれない。

 なお、「寿命の短い重い粒子だ」と考えると、いろいろと好都合なところがある。
  ・ 宇宙の大部分が暗黒物質だ、ということが説明しやすい。
   (重い粒子ならば、重量比で多くを占める。)
  ・ 暗黒物質が観測されない、ということが説明しやすい。
   (寿命が極端に短ければ、観測されにくい。)

 こういうふうに、いろいろと説明しやすいので、好都合なのだ。

 ──

 さて。「重い粒子」というと、不自然に感じる人が多いだろう。「空間からいきなり重い粒子が誕生する」というのは、「無から黄金が出現する」というふうに思えて、「ありえないことだ」と感じられるだろう。
 しかし、そうではない。無から何かが生まれるのではない。宇宙という空間は、もともとエネルギーが満ちているのである。そのエネルギーが流動的であるときは、形のないエネルギーであり、そのエネルギーが固定的であるときは、形をとって粒子となる。
 つまり、どっちみち空間には豊かなエネルギーが満ちているのであって、そのエネルギーが、空間に分布しているか、一箇所に集まって粒子の形になるか、というだけの差でしかない。エネルギー全体の量は変わらないのである。(エネルギー保存法則)

 以上のことは、「粒子とエネルギーが相互変換する」という発想を取れば、明らかだろう。……それが、超球理論の発想である。ここでは、「粒子と波が相互変換する」というふうに表現されるが。(エネルギーは波の形を取るから、どっちで表現しても同じことだ。)
 詳しくは下記。

  → 超球理論の基本原理: Open ブログ



 【 関連サイト 】

 ググると、下記のようなサイトが見つかる。
  → 「ダークマター」の正体に迫れるか? 宇宙の謎を巡る研究に方向転換の動き|WIRED.jp
  → 暗黒物質 - Wikipedia
  → ダークマターの正体は大質量天体? それとも軽い粒子なのか? とりあえずブラックホールではないようです - 宇宙のはなしと、ときどきツーリング

 いろいろなサイトがあるが、いずれも「正体は不明」と言っているだけだ。

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 次のページは参考になる。
  → 暗黒物質(ダークマター)や暗黒エネルギー(ダークエネルギー)のことが6分でわかるムービー - GIGAZINE

 いろいろな説が紹介されているが、一部にはこうある。
 別の説としては、空間は生まれ続ける粒子で満ちていて現れてすぐに消えており、これがエネルギーなのではないかというものがあります。

 これは、本項の主張と同じ。



 【 追記 】
 次の新しい研究もある。これも暗黒物質に関係しているかもしれない。
 《 もっとも重い素粒子であるトップクォークの質量起源もヒッグス機構と判明 》
 ヒッグス粒子がトップクォークのペアと一緒に生成されるという、極めて稀にしか起きない反応を、6.3σの統計的精度で捉えることができました。この反応が起こる確率は、現在の統計量ではヒッグス機構の予想と一致しています。最も重く、他の素粒子と比べて数桁も大きな質量をもつトップクォークの質量も同機構で生成されていることを示唆し、力を伝える素粒子ばかりでなく、物質を形作る素粒子の質量の起源もヒッグス機構だったことが分かり、ヒッグス機構の全貌解明に向けた大きなマイルストーンです。
( → 東京大学 大学院理学系研究科・理学部

 これは、大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) で行われた実験の成果だそうだ。2018年6月の報告。1年前だ。かなり新しい研究。

posted by 管理人 at 20:00| Comment(1) | 物理・天文 | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
 最後に 【 追記 】 を加筆しました。
Posted by 管理人 at 2019年06月27日 07:09
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