「おかしな暗黒物質」：宇宙膨張理論には何か問題がある

²⁰世紀初頭から、宇宙が膨張していることはわかっていました。しかし、宇宙がどのくらいの速さで膨張しているのかは、いまだにやっかいな問題です。これまで、宇宙に関する理論的理解では、実際の観測から計算した値よりも 8% ほど遅い膨張率が予測されていました。この矛盾はハッブル テンションと呼ばれ、その背後にある理由は物理学の未解決の大きな疑問の 1 つです。

最も明白な説明は、私たちの測定が不正確であるというものです。しかし、12月9日にアストロフィジカルジャーナルに掲載された新しい論文では、ハッブル宇宙望遠鏡のデータとジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の新しい観測結果を照合し、両者がほぼ完全に一致することを発見することで、私たちの既存の観測をさらに検証しています。

ハッブル定数とは何ですか？また、それをどのように測定するのですか？

宇宙の膨張率はハッブル定数と呼ばれる値で表され、一般的には「H ₀ 」と略されます。宇宙の奇妙な点の 1 つは、膨張率が距離によって変化することです。つまり、物体が遠くにあるほど、私たちから遠ざかる速度が速くなります。この事実を反映して、定数はキロメートル毎秒/メガパーセク (km/s/Mpc) という単位で表されます。メガパーセクは約 30 万光年に相当する距離の単位です。

宇宙の最も優れた理論モデルであるラムダ/コールドダークマターモデル (“ΛCDM”) は、H ₀の値が 67～68 km/s/Mpc になると予測しています。しかし、私たちの観測では、H ₀は約 73 km/s/Mpc となっています。では、何が起こっているのでしょうか?

これを理解するには、まず H _{0 が}どのように測定されるかを理解する必要があります。科学者は、遠くにある物体（星、銀河、超新星）を研究し、a) それらがどれだけ遠くにあるか、b) どれだけ速く私たちから遠ざかっているかを計算します。

宇宙の距離の階段を登る

最初のステップは、遠くの物体が私たちからどれだけ離れているかを計算できるようになることです。そして、宇宙までの距離を割り出すことは、めったに簡単な作業ではありません。論文の共著者の一人である Siyang Li 氏は、「私たちの仕事の多くは、銀河までの距離を測定することです。これは、天文学において非常に困難な作業の 1 つです」と残念そうに語っています。