宇宙はどんな形をしているのか？ A New Study Suggests We’ve Got It All Wrong
プランク社の科学者たちは、何年も前に、予想以上に大きなレンズ効果に気づきましたが、その異常は、昨年発表された全データの最終分析で最も顕著に現れました。 宇宙が平らであれば、宇宙学者は、データのランダムな統計的ゆらぎにより、曲率の測定がゼロから約 1 つの「標準偏差」内に収まることを期待しています。 しかし、プランク望遠鏡の研究チームと今回の論文の著者は、CMBのデータが3.4標準偏差の誤差を持っていることを発見した。 これは、宇宙が平坦であると仮定すると、コイン投げで11回連続して表が出るのと同じくらい大きな偶然の産物であり、その確率は1％未満である。
あるいは、宇宙は本当に閉じているのかもしれません。 ディ・バレンティノと共著者たちは、閉じたモデルがCMBの他の異常な発見を解決すると指摘しています。 例えば、研究者は、空の異なる地域から来るCMB光の色の変化を測定することによって、暗黒物質や暗黒エネルギーの量など、私たちの宇宙の重要な成分の値を推測しています。 しかし、不思議なことに、空の小さな領域を比較した場合と大きな領域を比較した場合では、異なる答えが得られるのです。
ニューヨークのバッファロー大学の宇宙学者であるウィル・キニー氏は、この閉じた宇宙モデルの利点について、「実に興味深い」と述べています。 しかし、彼は、CMB 光に見られる小さな変動と大きな変動の間の不一致は、容易に統計的な揺らぎそのものであるか、あるいは、レンズ測定に影響を与える可能性のある同じ未確認のエラーに由来する可能性があると指摘しました。
ΛCDMとして知られる宇宙論の標準理論によると（ギリシャ文字の Λ、またはラムダで表されるダーク エネルギーと冷たいダークマターにちなんで名付けられた）、宇宙を形作るこれらの主要特性はわずか6つしか存在しないのだそうです。 たった6つの数字で、ΛCDMは宇宙のほとんどすべての特徴を正確に記述している。
この新しい論文では、ΛCDM に 7 番目のパラメーター、つまり宇宙の曲率を表す数値を追加する必要があるかもしれないと、効果的に論じています。
しかし、他の宇宙論者は、理論に7番目のパラメータを追加するほど真剣に異常を捉える前に、ΛCDMが正しく理解している他のすべてのことを考慮する必要があると主張しています。 もちろん、11回連続で表が出るという1つの異常に着目して、何かがおかしいと言うことはできます。 しかし、CMBは非常に巨大なデータセットであり、何百回、何千回とコインをはじくようなものなのです。 そうすると、11回のうち1回はランダムに表が出ることは想像に難くありません。 物理学者は、これを「よそ見」効果と呼んでいます。
さらに、研究者は、7 番目のパラメーターは、他のほとんどの測定には必要ないことに注目しています。 この「レンズ効果再構成」測定は、宇宙が平らであることを示し、第7のパラメータは必要ありません。 さらに、BOSSサーベイが独自に行ったバリオン音響振動と呼ばれる宇宙論的シグナルの観測も、平坦であることを指し示しています。 プランクは、2018年の分析で、彼らのレンズ測定とこれら2つの他の測定を組み合わせ、ゼロの1標準偏差以内の空間曲率の総合値に到達しました。
ディ・バレンティノ、メルキオリ、シルクは、これら3つの異なるデータセットを一緒に引っ張って、異なるデータセットが実際には一致していないという事実を隠していると考えています。 「ここでのポイントは、宇宙が閉じているということではありません」と、Melchiorri は電子メールで述べています。 「問題は、データ間の不一致なのです。 これは、現在、一致するモデルがなく、何かを見逃していることを示しています。” 言い換えれば、ΛCDMは間違っているか、不完全なのです。
この記事のために相談した他のすべての研究者は、証拠の重みが宇宙が平らであることを指し示していると考えています。 「
この記事のために相談した他のすべての研究者は、証拠の重みが宇宙が平らであることを指し示していると考えています。「他の測定値を考えると、プランクのデータのこの動作の最も明確な解釈は、それが統計的揺らぎであるということです」と、アディソンは述べています。 プランク解析のわずかな不正確さが原因かもしれませんし、完全に単なるノイズの揺らぎかランダムな偶然かもしれません。 しかし、いずれにせよ、この閉じたモデルを真剣に受け止める理由はありません」
宇宙論の絵に欠けているものがないとは言いません。 ΛCDMは、宇宙の現在の膨張率について間違った値を予測しているようで、ハッブル定数問題として知られる論争を引き起こしています。 しかし、宇宙が閉じていると仮定しても、この問題は解決しません。むしろ、曲率を加えると膨張率の予測が悪化してしまうのです。
「時間が解決してくれるでしょうが、個人的には、この件についてひどく心配しているわけではありません」と、CMBデータにおける曲率の示唆に言及しながら、キニー氏は述べました。 「
更新：2020年7月15日
アタカマ宇宙論望遠鏡による宇宙マイクロ波背景の新しい測定では、宇宙が平らで、密度が臨界密度に一致することがわかりました。 “平坦性からの逸脱の証拠は見つからず、統計的な揺らぎであるという解釈を支持する “とACT科学者は書いています。”
2019年11月4日訂正：この記事のオリジナル版はBOSS衛星を指していました。 実際には、BOSSの調査は地上の望遠鏡で行われました。
この記事はInvestigacionyciencia.esのスペイン語で転載されました。
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