暗黒物質の探求の内側

暗黒物質の探求の内側
シャドウユニバース トラヴィス・ラスボーン

「ここで曲がって、右側の未舗装道路を進んでください。これは必見ですよ」。レンタカーを停めると、リック・ゲイツケルが、サウスダコタ州リードにあるトロイアン鉱山を見下ろす、即席の木造展望台に案内してくれた。彼の家からわずか 1 マイルのところにある。夕暮れが深まる中、キャタピラー社の掘削機が山の塊をすくい上げて運び出し、大きな段々畑を作っているのが見えた。近くには、トラックが以前の掘削で積み上げた岩が平らな尾根にそびえている。鋭いヘッドライトが、地平線のすぐ上に浮かぶ金星の輝きを映し出している。

「信じられないことです」とゲイツケルは言う。「止めようがありません。彼らは文字通り、金を求めて山を動かしているのです」。私は薄暗い光の中で彼の表情を読み取ろうとした。最初は、彼がトロイの採掘現場の採掘者との友情を表現しているのだと思った。厳密に言えば、彼はブラウン大学の物理学教授だが、仲間の探鉱者でもあると言っても過言ではない。

ゲイツケルは、ホームステイク金鉱近くの地下約1マイルの深さに設置された巨大な粒子検出器である大型地下キセノン(LUX)実験のスイッチを入れたばかりのチームを率いている。実質的には、彼は暗黒物質を探している。暗黒物質は目に見えない(そして今のところ仮説上の)物質で、宇宙の質量の6分の5を占めている。彼がそれを見つけたら、ノーベル委員会が声をかける可能性が非常に高い。暗黒粒子を1ダース発見するだけで、現代物理学全体をひっくり返すのに十分である。LUX実験の構築に約1,000万ドルかかったことを考えると、暗黒物質の実質的な価格は、1オンスあたり約1兆兆兆ドルになる。これは計り知れないほど貴重な物質だ。

「私はもう23年、いや、24年もの間、暗黒物質を探し続けています」と彼は言う。そして、彼は一人ではない。暗黒物質の探索は、まだ販売できる製品がないとはいえ、小さな産業に成長している。「すべての実験で、基本的に否定的な結果が報告されています。その忌々しい物質が本当に存在するかどうかさえ、誰も確信を持っていません。あの連中は」とゲイツケルは坑道にうなずきながら言う。「金がどこにあるかを正確に知っています」。彼が鉱夫たちに共感しているのではなく、嫉妬しているのだと、私は今になって気づいた。

すると、彼の表情は明るくなった。「今回は結果が違ってくるかもしれません。約2週間の運用後、LUXは現在の世界最先端の実験の感度を上回ると予想しています。その後は、これまで直接検出できなかったような方法で暗黒物質粒子に敏感になるはずです。その間、他の実験がさまざまな面で暗黒物質に迫っています。」

私たちの周囲には、宇宙を結びつけ、秩序を与える第二の現実がある。私たちが立っている下の方では、トラックがせわしなく動き続けている。上には、北斗七星の星々がきらめいている。私たちの周囲には、宇宙を結びつけ、秩序を与える第二の現実があるようだ。歴史上、誰もその目に見えない構造を見たことはない。しかし、今後2年間で、ゲイツケルのような科学者がそれを目に見える形にするかもしれない。

暗黒物質に触れる

ダークマターのような捉えどころのないものを手に入れたい場合、まず最初にすべきことは、行く手を阻むものすべてから離れることです。そのため、LUX 実験への私の旅は、古いホームステイク鉱山のイェーツ シャフトを耳をつんざくような音を立てながらエレベーターで降りることから始まります。地上の世界は、太陽、深宇宙で爆発する超新星、さらには遠く離れたブラックホールから放出された高速の原子の破片であふれています。降下するごとに、その混沌は薄れていきます。10 分間の降下の後、私は 4,850 フィートに到達し、白く塗られたトンネルの明るく照らされた迷路に踏み出しました。2002 年まで、ホームステイクは金鉱山として稼働していました。現在、サンフォード地下研究施設として再利用されています。ここだけが、LUX がその役割を果たすのに十分人里離れた地上の世界です。

暗黒物質研究の歴史も同様の軌跡をたどっており、科学者たちは宇宙の目に見える部分を剥ぎ取り、他に何があるかを調べてきた。その始まりは1930年代、スイスの天体物理学者フリッツ・ツビッキーが銀河の動きを計測し、すべての星とガスを考慮した後でも何かが残っているようだと気づいたときだった。それは銀河を高速で引っ張る目に見えない物質の巨大な塊だった。彼はそれを「dunkle Materie」と名付けた。

最近では、暗黒物質の証拠はいたるところに見られる。目に見えない要因によって、銀河は予想以上に速く回転する。銀河団は、通過する星の光を必要以上に曲げたり歪ませたりする。そもそも、それらの銀河がどのように形成されたかを説明するようにも思える。スーパーコンピューターによるシミュレーションでは、初期宇宙の通常の物質の拡散した雲には、今日見られる整然とした銀河や銀河団を形成するのに十分な重力がなかったことがわかっている。同じシミュレーションに暗黒物質を混ぜて実行すると、すべてがうまくまとまる。

暗黒物質が何であるかは、誰も知らない。しかし、物理学者はそれが何でないかを正確に説明できる。それは、あなたや私、そして目に見える世界の他のすべてのものを構成する種類の通常の原子である。最も説得力のある証拠のいくつかは、ビッグバンの残光である宇宙マイクロ波背景放射の測定から得られる。その誕生の瞬間の直後、宇宙全体が鐘のように鳴り響いていた。鐘の音がその大きさと形を反映するように、宇宙の鳴り響くパターンは、初期の宇宙に存在していた物質が正確に何であったかを明らかにする。謙虚な答えは、物質の 15 パーセントが目に見える状態にあり、85 パーセントが暗黒物質である、というものだ。(さらに奇妙なことに、暗黒物質と目に見える物質を合わせた質量は全体の 3 分の 1 に過ぎず、残りは宇宙自体に埋め込まれた未知のエネルギー形態であると思われる。)

「大学時代に宇宙の 85 パーセントが失われていると聞いたとき、それが自分の研究したいことだと分かりました」と、サンフォード施設で働くイェール大学の大学院生、ニコール・ラーセンは言う。ラーセンと私は金属の格子の上に立ち、2 階建ての LUX 検出器の上部 9 フィートを見つめている。機器を清潔に保ち、冷却する配管や、データを収集して処理する電子機器など、格好良いものはすべてこの 2 階にある。

階下に降りると、検出器自体が少々期待外れに思えた。それは巨大な水タンクのように見える。実際、巨大な水タンクなのだ。周囲の岩石から放出される自然放射能を遮断する超高純度の液体が 70,000 ガロン入っている。タンク内には見えないところに、高さ 70 インチ、重さ 2 トンのチタン製冷凍庫が吊り下げられており、その中には -170°F に冷却された液体キセノンが 800 ポンド入っている。

基礎科学の複雑さを考えると、LUX の背後にある概念は奇妙に単純だ。「ダークマターが何であれ、それは間違いなく粒子の形をしています」と Gaitskell 氏は言う。主要な物理学理論によると、ダークマターは弱い相互作用をする巨大粒子、つまり WIMP である。遅かれ早かれ、通り過ぎる WIMP は通常の物質の原子にランダムにぶつかり、その原子を飛ばすことになる。それは、透明人間がジョギングに出かけ、偶然別のジョギングをしている人にぶつかって正体を現すのと同じである。LUX 内のキセノン原子にそれが起こると、キセノン原子は閃光を発し、わずかな電荷を発する。タンク内の検出器がその特徴的な 1 組の信号を探し、ソフトウェアがその他のすべてのノイズを除去する。

競合する他の 10 の実験はすべて、同じ基本的な衝突原理に基づいています。つまり、信号を見つけ、WIMP を見つけ、暗黒物質を特定し、ノーベル賞を獲得することです。LUX は賞を獲得するのでしょうか?

ゲイツケルはうめき声をあげる。「現実には、暗黒物質にしか見えないありふれた信号を特定しようとしているのです。最先端の技術を駆使しているので、検出器の動作をその場で学ばなければならないことがよくあります」と彼は言う。これは間違いや物議を醸す主張を招く原因となり、過去 20 年間にそのような主張は数多くあった。他の多くの暗黒物質実験でも、興味をそそられるが漠然とした目撃情報が報告されている。イタリアに拠点を置く DAMA と呼ばれる実験では、地球を通り過ぎる暗黒物質粒子を追跡する 10 年分の観測を行っていると主張している。競合チームは間違いの原因を見つけられていないが、結果を確認することもできていない。

「誰もが彼らを追いかけて、DAMAの心臓部に杭を打ち込もうとしている」とシカゴ大学のファン・カラー氏は言う。カラー氏は、現在オンタリオ州サドベリー近郊のヴェイル・クレイトン鉱山で稼働中のCOUPPと呼ばれる別の暗黒物質検出器を率いている。

ゲイツケル氏は、もっと明確な答えを待ち望んでいる。「これまでのすべてよりも優れていない実験を行うのは意味がないと思うので、大幅に大きく、感度の高い検出器を計画した」とゲイツケル氏は言う。探索は今年、60日間のシェイクダウンテストから始まり、その後300日間の運用が続く。その頃には、LUXは未踏の領域に深く入り込み、これまでの探索の感度を10倍ほど上回っているだろう。

ダークマターの創造

LUX などの暗黒物質を直接検出するように設計された実験は、非常に直感的であるため魅力的です。検出器内で何かがぶつかるか、ぶつからないかのどちらかです。しかし、その単純さには重大な制限が伴います。暗黒粒子が予想よりも大幅に軽い場合、検出器に表示されない可能性があります。表示されたとしても、検出器はその特性についてほんの少ししか教えてくれません。

暗黒物質の物理を本当に理解したいのであれば、研究室でそれを作り出して研究し、その仕組みを解明する必要があります。また、誰も見たことのない新しい粒子を作り始めたいのであれば、ジュネーブ行きの飛行機を予約し、別のトンネルに入り、大型ハドロン衝突型加速器 (LHC) で研究を開始する必要があります。

米国の国立素粒子物理学研究所フェルミ国立加速器研究所の物理学者ジョー・ライケンが過去 6 年間行ってきたのがこれだ。彼の何千人もの同僚たちもそうしてきた。ヒッグス粒子に関する息を呑むようなニュースが相次いだにもかかわらず、ヒッグス粒子の発見は LHC にとって副次的な成果だった。ピーター・ヒッグスは半世紀近く前にその粒子の存在を予言し、標準モデルとして知られる素粒子物理学の包括的な枠組みの欠落部分を埋めた。この分野の研究者の大半はヒッグス粒子の存在は既定事実だと考えていた (MIT の物理学者 1 人は、ヒッグス粒子が標準モデルにあまりにもよく当てはまることに「少し落ち込んだ」と個人的に告白した)。

LHC の真の目的は、標準モデルが解決していないいくつかの大きな疑問に取り組むことです。そのリストのトップは、なぜ重力は他の力に比べて弱いのか、なぜ物質は異なる規則に従って動作する 2 つの粒子クラス (光子と電子に代表される) に恣意的に分けられるのか、そして、もちろん、暗黒物質とは何なのか、です。

結局、これらの疑問はすべて、超対称性と呼ばれる理論を通じて関連している可能性があることが判明しました。「過去 30 年間、超対称性は自然界で最も明白な現象であることに全員が同意してきました」と Lykken 氏は言います。なぜなら、超対称性は素粒子物理学のバランスを回復し、長年探し求められてきた「万物の理論」への道を示すからです。超対称性は、私たちが知っている 2 つの粒子を結びつける、まだ検出されていない第 3 の粒子ファミリーが存在すると予測しています。都合の良いことに、そのファミリーには、暗黒物質の説明に当てはまる粒子、つまり質量が大きく、安定していて、目に見えない粒子が含まれています。したがって、超対称性が正しいことを証明するプロセスには、暗黒物質を作成し、その正確な特性を突き止めるという嬉しい副産物があるはずです。そこで LHC が登場します。

LHC では、物理学者が陽子ビームを 17 マイルの長さの地下リングに通し、光速の 99.9999991 パーセントまで加速して衝突させます。この速度では、陽子には驚くほどのエネルギーが含まれています。ビームには、ほぼ音速で走行するトヨタ カローラと同等のエネルギーが含まれています。衝突後、そのエネルギーはどこかに逃げなければなりません。何が起こるかというと、エネルギーは自発的に物質に変化し、粒子のスプレーを作り出します。(物質とエネルギーの等価性、つまり e=mc2 の本質は、亜原子の世界では日常の現実です。) それほどのエネルギーによって生成されるあらゆる種類の粒子が、スプレーに存在する可能性があります。

ライケン氏のような研究者たちは、この混合物の中に暗黒物質粒子が含まれていることを大いに期待している。暗黒物質粒子を見つけるのは極めて難しい。なぜなら、粒子自体はおそらく LHC の装置を目に見えないまま通り抜けるからである。「その代わりに、いわゆる『失われたエネルギーシグネチャ』を探すのです」とライケン氏は言う。「それは、直接検出できなかった粒子が 1 つ以上あることを示しています」。これは影を追うもう 1 つの形だ。

2010年にLHCが陽子衝突を開始して以来、これらの実験はこれまで何も成果を上げていない。「LHCのような大規模で大胆な装置が超対称性の証拠を見つけられなかったことに、人々は少々驚いたと言っても過言ではないと思います」とゲイツケル氏は言う。物理学者の中には理論を放棄することに不満を言い始めた者もいるが、ライケン氏はそれほど心配していない。数々の技術的トラブル、特に2008年に6トン以上の液体ヘリウムが流出した事故により、LHCはおよそ半分の電力で稼働している。昨年2月、エンジニアたちは大規模なアップグレードのために装置を停止した。

素粒子物理学者たちは、大型ハドロン衝突型加速器で起こる暗黒物質の現象がどのようなものかをシミュレーションした。円で囲んだ領域内で陽子ビームが衝突すると、通常の粒子のジェットが発生する。また、直接検出できないが、後で推測できるエネルギー(赤い矢印で示す)を運び去る暗黒物質も生成される可能性がある。提供:マテブズ・タデル/カリフォルニア大学サンディエゴ校

2015 年、LHC はフルエネルギーで再始動します。技術的には 8 兆電子ボルトから 14 兆電子ボルトになりますが、概念的には物理学者がボリュームを 11 まで上げる予定だと言っても過言ではありません。「私たちが 2 年間運転した LHC は、事故後のバックアップ プランでした」と Lykken 氏は言います。「ですから、LHC で超対称性が見つからなかったからといってがっかりするのは不公平です。なぜなら、私たちが常に宣伝してきた本物の LHC がまだ実現していないからです。」

生まれ変わったLHCでの暗黒物質の探索は、さまざまな形をとるだろう。インディアナ大学の研究者で、この加速器を建設した欧州物理学連合(CERN)に勤務するポーリン・ガニオン氏は、LHC内で暗黒粒子の並行世界全体が段階的に現れたり消えたりするという仮説上の「隠れた谷」モデルを研究している。同氏によると、暗黒物質を探すもう1つの場所は、ヒッグス粒子が崩壊するときに生成される粒子だという。この考えは、素粒子物理学の発見プロセスがいかに急速に進んでいるかを示している。昨年、ヒッグス粒子は大げさなニュース記事やオタクのお祭り騒ぎを引き起こし、話題となった。2015年までには、ヒッグス粒子は風景の見慣れた一部になっているだろう。それは、暗黒物質の金鉱石を探している人々が洗い流さなければならない土と砂になっているだろう。

暗黒物質の追跡

暗黒物質の探究者の多くが地中に潜んでいる一方、サミュエル・ティンは地球から 200 マイル上空の国際宇宙ステーションで研究に取り組んでいます。ティンは、暗黒粒子が原子に衝突したり、地球上の検出器から飛び出すのを待つつもりはありません。彼は、暗黒粒子が残す目に見える痕跡を拾い、宇宙で暗黒粒子の居場所を追跡したいと考えています。

一見すると、それは矛盾のように聞こえるかもしれない。何かが暗いのなら、どうやってそれが見えるのか?しかし、他の粒子が暗黒物質を作り出すことができるのと同じように、暗黒物質は時々他の粒子を生み出す可能性がある。特に、現在の理論では、2つのWIMPが衝突すると、お互いを破壊し、その過程でガンマ線と検出可能な粒子のげっぷが発生すると示唆されている。

これらの粒子は、いくつか変わった特性を持つ。まず、それらは物質と反物質、おそらく電子とその逆の双子である陽電子が同数ずつで構成される。また、それらの粒子は、ある一定の量まではエネルギーを運ぶことができるが、それ以上は運ぶことができない。この限界は、元の暗黒物質粒子に含まれるエネルギー量によって決まる。質量とエネルギーは等しいため、その最大エネルギーから暗黒粒子の質量がわかる。したがって、可視信号は、もし「可視」という用語を大まかに使うなら、次のようになる。非常に厳密なエネルギー制限に従う、予想外の陽電子の流れだ。「その分布は素粒子物理学からしか得られないため、それが暗黒物質の性質を持っていることがわかるでしょう」とティン氏は言う。

地球上では、陽電子は通常の物質に触れた瞬間に破壊されるため、ダークマターの信号を拾う唯一の方法は、宇宙の真空中でそれを探すことだとティン氏は言う。当然のことながら、巨大な粒子検出器を大気圏上に打ち上げるというアイデアは、当初多くの懐疑論を呼んだ。「宇宙でそれができるとは誰も思っていませんでした」と同氏は言う。ティン氏は、スペースシャトルの大惨事、数々の資金難、そしていくつかの困難な技術的挫折を乗り越え、17年間にわたってこのアイデアの実現に取り組んできた。そしてついに、2011年に宇宙飛行士たちは、ティン氏の1万8500ポンド、20億ドルをかけたアルファ磁気分光計(AMS)を国際宇宙ステーションのメイントラスに設置した。

今年の春、ティン氏は最初の 250 億個の粒子の検出データを発表しました。彼は、この曖昧な結果について冷静に楽観的な口調で語っています。AMS は、ティン氏が「崖」と呼ぶ、エネルギーの決定的なカットオフは見ていませんが、崖の前に平坦化の兆候が少しあるかもしれません。また、「私たちのデータはあらゆる方向から来ています」とティン氏は述べ、これは拡散した暗黒物質と一致しますが、陽電子を吐き出している崩壊した星などの近くの天体とは一致しません。また、彼は、現在から 2028 年までに収集する予定のデータの 8% しか持っていないことを指摘しています。このデータがあれば、LHC での衝突と同様のエネルギーで宇宙物質と反物質をマッピングできるようになります。「これまで誰もそこに行ったことはありません」とティン氏は言います。

粒子探索に関しては、AMS が今のところ最高の研究室であり、おそらく今後 20 ~ 30 年はそうだろう。しかし他の研究者たちは、宇宙空間を流れる暗黒物質の軌跡をたどり、2 つの暗黒物質粒子が衝突したときにも現れるはずのガンマ線を探している。このアプローチでは、それほど大胆な手段は必要なく、忍耐もそれほど必要ではない。NASA はすでに、このような高エネルギーの光のバーストを検出できる宇宙望遠鏡、フェルミ観測所を持っているからだ。

実際、科学文献には刺激的な放射線シグネチャーの主張が溢れている。過去数年にわたり、いくつかのグループが、フェルミが既知の物体やプロセスと一致しない少なくとも 4 種類のガンマ線信号を捉えていると宣言してきた。これは暗黒物質の魅力的な証拠のように思えるが、報告書は多くの詳細で意見が一致していない。また、目撃されたとされるものの多くは非常に微弱で、機器の影響やランダムな宇宙ノイズと区別するのが難しい。さらに奇妙なことに、従来の暗黒物質理論によれば、それらのいくつかはまったく検出できないはずである。

ハーバード大学のダグラス・フィンクバイナー氏は、過去 1 年間の大半を、こうしたダークマターの可能性のある信号の 1 つを解明しようと費やしてきたが、いらだちを隠そうとはしない。「これは難しいゲームです」と彼は言う。「まとめると、現時点では混乱していると言えます」。しかし、その混乱の中に、彼はより深い真実への進歩を見出している。さまざまな実験がまったく一致しないという事実は、ダークマターの謎に対する答えが 1 つ以上あることを示しているのかもしれない。

「暗黒物質が、他のものとは何の関係もなく、ただそれだけで生きている小さな粒子であるなんて、私には理解できません」とフィンクバイナー氏は言う。「これは物理学のまったく新しい分野への扉を開くことになると思います。」

影の宇宙をテストする

フィンクバイナーは、観測を通じて宇宙を研究する科学者の拠点であるハーバード・スミソニアン天体物理学センターで働いている。ガーデン ストリートを 10 分ほど歩き、赤レンガのジェファーソン研究所に入り、ハーバード大学の物理学者リサ・ランドールのドアをノックすると、理論の世界に入る。ここは、影の世界の断片が 1 つの一貫した絵に集まり始める場所である。

「これはまったく新しいアイデアなので、取り組むのは楽しかった」とランドールは言う。彼女が言及しているのは、昨年の夏に発表された「二重ディスク暗黒物質」と呼ばれる新しい理論だ。ベン&ジェリーズの失敗作のような名前は、この理論の真価を十分に表していない。ランドールと彼女の共同研究者が行ったのは、主に単純化への欲求から、天文学者と物理学者が暗黒物質について立ててきた多くの仮定を覆すことだった。

科学者は、暗黒物質は 1 つの粒子であると想定してきましたが、ランドール氏は、2 つ以上の粒子が混ざり合っているとしたらどうなるのかと疑問に思います。科学者は、暗黒物質は可視物質とほとんど相互作用しないため、大部分は不活性であると想定してきましたが、暗黒物質が豊かで複雑な方法で自分自身と相互作用できるとしたらどうなるでしょうか。ランドール氏が 2 つ目の種類の暗黒物質の可能性について説明すると、私の首の後ろの毛が逆立ち始めました。「原子がある可能性があり、何らかの暗黒化学反応がある可能性があります。凝縮した物体がある可能性があり、それがさらに小さな物体に分解される可能性があります」と彼女は言います。「それは私たちの光に対しては暗いですが、それ自身の光に対しては暗くないかもしれません。」

ランドールは比喩の域を超え、文字通りの影の宇宙を描写している。

暗黒物理学は、暗黒星、暗黒惑星、さらには暗黒生命につながる可能性があります。この新しい見方では、支配的な暗黒成分は依然として拡散しており、大部分は無形であり、観測された銀河の動きや、そもそも暗黒物質の存在を確立した他のすべての証拠を説明しています。2番目の相互作用成分は非常に異なります。これは可視物質と同様に収縮し、天の川の可視ディスク内に埋め込まれた暗黒ディスクを形成します。したがって、二重ディスク暗黒物質です。そのディスクは、それ自身の相互作用とそれ自身の力によって制御される可能性があります。原理的には、暗黒物理学は暗黒星、暗黒惑星、さらには暗黒生命につながる可能性があります。「もっとクレイジーなアイデアもあり、私たちはそれに取り組んでいます」とランドールは言います。「それは本当にまったく新しい世界です。」

ランドールと共同研究者らは、フェルミガンマ線の検出が示唆しているように、直接検出実験では検出されないままの暗黒物質が予想以上に高密度である可能性があるかどうかについて検討することから始めた。彼らの理論は両方の部分を説明する。暗黒円盤は集まって平らな形になるが、メリーゴーランドの隣り合った馬のように、地球や銀河の残りの部分と連動して回転する。暗黒円盤内の粒子は私たちに対してほとんど動いていないため、LUXのような機器ではほとんど検出されない。ランドールとMITの物理学者マシュー・マカローは、まだ発表されていない二重円盤理論の詳細で、地下の検出器の中には暗黒物質を検出できるものと検出できないものがある理由まで説明している。

リック・ゲイツケルのような断固としてデータ指向の人間にとって、こうした理論化はすべて少々気の利いたものに聞こえる。「テレビのドクター・ハウスの言葉を言い換えると、1 つの理論では説明できない場合に 2 つの理論があることもありますが、それは避けるべきものです」と彼は言う。COUPP でのゲイツケルのライバルであるフアン・カラーは、哲学的に反対の見解を受け入れている。「私たちが知覚できる宇宙がそれほど豊かなら、物事のこの暗黒面も同じかそれ以上に豊かではないでしょうか?」 ライケンのような素粒子科学者にとって、多様な暗黒粒子で満たされた宇宙は、可能であるだけでなく合理的に思える。「私たちが知っている物質よりも多くの暗黒物質があります」と彼は言う。「では、暗黒物質が少なくとも同じくらい複雑ではないのはなぜでしょうか?」

幸いなことに、ランドールの考えは検証可能で、ここでも答えは今後数年以内に、おそらく LUX、LHC、AMS が検討を始める前に得られるかもしれない。銀河の可視円盤の横に暗黒円盤があれば、周囲の星の動きに測定可能な影響があるはずだ。本稿執筆時点で 2013 年 11 月に打ち上げが予定されている Gaia と呼ばれる新しい欧州宇宙望遠鏡は、まさにその測定を開始するところだ。

80 年前、フリッツ・ツビッキーが銀河の動きを追っているときに初めて暗黒の宇宙を垣間見たのと同じように、ガイアは私たちの目の前に広がる影の世界を明らかにするかもしれません。私の心はトロイの鉱山の上空の景色に引き戻されます。ゲイツケルと私は下を見下ろし、下にある金を想像していました。影の宇宙の証拠はずっと私たちの真上に浮かんでいて、星々の間で誰かがそれに気づくのを待っていたのかもしれません。

コーリー・S・パウエルは、ディスカバー誌の編集長であり、アメリカン・サイエンティスト誌の編集長代理です。この記事はもともと、ポピュラーサイエンス誌の2013年11月号に掲載されました。

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