暗黒物質

暗黒物質は、宇宙の質量の多くを担っていると考えられている物質の一種です。

このアイデアは、天文学者たちが、大きな天体の質量とその重力効果が、星、ガス、塵などを含む「発光物質」の質量よりもはるかに大きいことを発見したときに生まれました。

暗黒物質は、天の川の星の自転速度の理由として、1932年にヤン・オルトによって最初に提案されました。1933年にはフリッツ・ズヴィッキーが、銀河団の中の銀河の自転速度の「欠落した質量」を説明するために暗黒物質を用いました。その後、他の多くの観測により、宇宙には暗黒物質が存在することが示唆されています。銀河の自転速度、背景天体の重力レンズ現象、銀河や銀河団の中の高温ガスの温度分布など、科学者たちに暗黒物質の存在を信じさせている例があります。

プランク計画チームによると、標準的な宇宙論モデルに基づいて、既知の宇宙の全質量エネルギーは、通常物質が4.9％、暗黒物質が26.8％、暗黒エネルギーが68.3％となっています。したがって、暗黒物質は宇宙の全物質の84.5％を占め、暗黒エネルギーと暗黒物質を加えたものが宇宙の「もの」の95.1％を占めると推定されている。

ダークマターは光やX線などの放射線を出したり反射したりしないようなので、通常の物質（高温ガスや星、惑星、私たちのようなもの）を探すための機器ではダークマターを見つけることができません。どうやら暗黒物質は、私たちが地球上で毎日見ている物質と同じものでできているわけではないようです。暗黒物質が存在するかどうかは、重力によって「見える」ものにどのような影響を与えるかでしかわかりません。

2006年、ある科学者グループが暗黒物質を発見したと主張しました。暗黒物質は通常の物質とは大きく異なる物質であると考えられているため、異なる振る舞いをすると予想されています。科学者たちは、遠く離れた2つの銀河団が高速で衝突しているのを観測しました。重力を測定することで、2つの暗黒物質の雲と、その間にある正常物質（高温ガス）の雲のように見えるものを検出することができました。

ダークマターは目に見えない。重力レンズの効果により、同じ銀河の複数の画像が表示される。これを説明するために、暗黒物質のリングが提案されています。この画像では、銀河団 (CL0024+17) の暗黒物質が青く見えています。

質問と回答

Q:ダークマターとは何ですか?

A: 暗黒物質とは、宇宙の質量の大部分を占めると考えられている物質の一種です。1932年にヤン・オートが、1933年にフリッツ・ツヴィッキーが、それぞれ星や銀河の回転速度の説明として初めて提唱した。

Q: なぜ暗黒物質が存在すると考えられているのですか?

A: 銀河の自転速度、背景天体の重力レンズ効果、銀河や銀河団の高温ガスの温度分布などの観測から、暗黒物質が存在すると考えられています。

Q: 暗黒物質が宇宙に占める割合はどのくらいですか?

A: プランクトンミッションチームの推定によると、暗黒物質が宇宙全体の物質の84.5%を占め、暗黒エネルギーと暗黒物質が宇宙全体の「もの」の95.1%を占めていることが分かっています。

Q: どのようにして暗黒物質を検出するのですか?

A: 暗黒物質は光やX線などの放射線を発したり反射したりしないので、高温のガスや星、惑星などの通常の物質を見つけるのに使われる装置では検出できません。暗黒物質があるかどうかは、重力によって私たちが「見る」ことができるものにどのような影響を与えるかで判断するしかないのです。

Q: 2006年、ある科学者グループは何を検出する方法を見つけたと主張したのですか?

A: 2006年、ある科学者グループが、高速で衝突した遠方の2つの銀河団を観測することによって、暗黒物質を検出する方法を見つけたと主張しました。

Q: 宇宙に暗黒物質が存在することを示唆する例にはどのようなものがありますか?

A: 銀河の回転速度、重力レンズの背景天体、銀河や星団の中の高温ガスの温度分布などが、暗黒物質の存在を示唆する例として挙げられます。