宇宙がアイスクリームだとしたら、それはバニラでしょう。これは、欧州宇宙機関の軌道周回プランク天文台と協力している研究者からの持ち帰りのメッセージです。プランク天文台は今日、ビッグバンの残光、いわゆる宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) 放射のこれまでで最も正確な測定値を発表しました。プランクからの新しいデータは、宇宙がどのように存在するようになったか、そしてそれが何でできているかについての宇宙学者の標準モデルを確認します.それは、より深い理解につながる新しいパズルを期待していた科学者を失望させるかもしれません.
「私たちは常に新しいものを見つけたいと思っています」と、オハイオ州クリーブランドにあるケース ウエスタン リザーブ大学の理論物理学者で、プランクの研究を行っていない Glenn Starkman は言います。 「しかし、私たちのモデルは非常に優れていることがわかりました。もしかしたら、がっかりするほど優れているかもしれません。」ケンブリッジにあるマサチューセッツ工科大学 (MIT) の宇宙学者 Max Tegmark も同意見です。 「センセーショナルなニュースは、センセーショナルなニュースがないということです」と彼は言います。
宇宙論の標準モデルは、これに少し似ています。宇宙は、物質とエネルギーの熱くて濃密なスープとして、ビッグバンで瞬時に存在するようになりました。その後、最初の 10 秒間で、空間自体が光速よりもはるかに速く膨張しました。インフレとして知られるこの急成長には、主に 2 つの影響がありました。まず、宇宙を滑らかにし、最大のスケールで幾何学的に「フラット」にレンダリングしました。同時に、ホットマターとエネルギーの密度における小さな量子ゆらぎを大幅に拡大しました。これらの密度の変動は、空全体のCMBの温度に小さな変動を残し、ずっと後に銀河の形成に種をまきました.それ以前の他のCMBミッションと同様に、2009年に打ち上げられたプランクはこれらのバリエーションを研究しました。
CMB やその他の測定値の研究から、宇宙論者は宇宙の組成も推測しました。プランクはこれらの測定値、特に 2001 年から 2010 年までのデータを収集した NASA のウィルキンソン マイクロ波異方性プローブ (WMAP) の測定値を改良しています。重力、および 68.3% の奇妙で空間を引き伸ばすダーク エネルギー。これらの数値は、WMAP の結果よりも暗黒エネルギーが約 3% 多く、暗黒物質が 3% 少ないことになります。プランクのチームはまた、宇宙の年齢を 138 億年と予測しており、これは WMAP が発見したよりも 1 億年古い。
全体として、結果は宇宙論の標準モデルの期待にほぼ完全に適合していると、イギリスのケンブリッジ大学の宇宙学者でプランク チームのメンバーであるジョージ エフスタチオウ氏は、パリでの記者会見で報告しました。 「もし私がインフレ宇宙論者だったら、とても嬉しくてノーベル賞について考えているだろう」とエフスタチオウは言った。インフレーションは、現在 MIT にいる物理学者で宇宙学者のアラン・グースによって発明されました。
しかし、もっと重要なことは、エフスタチオが言わなかったことです。科学者たちは、プランクが発見することを望んでいたものの短いリストを持っていました。たとえば、その測定値は、無菌ニュートリノと呼ばれる奇妙なタイプの粒子が存在すること、CMB の変動が特定の方法でランダムではないこと、密度変動の元の分布が最も単純なモデルと一致しないことを示すことができた可能性があります。インフレ、またはそのスペースは実際にはフラットではありません。しかし、エフスタチオはそのような証拠には言及していません。 「これらの変化は、プランクのデータによって支持されていません」と彼は言いました. 「データはこれらのことを望んでいません。」
それでも、新しいパズルにはいくらかの希望がある、とエフスタチオウ氏は語った.研究者は、コードが個々の音に分解されるのと同じように、まだらにされた CMB を大小の斑点の重ね合わせパターンに分解します。そして、より大きな角度スケールでは、いくつかの異常があるように見える、とEfstathiouは言います.たとえば、空の北半分は、南半分よりも大規模な変動がわずかに強いように見えます。
このような異常は、以前に WMAP データで見られました。それらがプランクデータにも存在するという事実は、それらが本物でなければならないことを意味します、とスタークマンは言います. 「WMAP で間違いを犯した場合、Planck がそれを見るとは思わないでしょう」と彼は言います。 Tegmark 氏もこれに同意し、大規模な異常はインフレがどのように始まったかの手がかりになる可能性があると述べています。 「たぶん、宇宙は私たちに何かを伝えようとしているのでしょう」と彼は言います。 「私たちは今、これをもっと真剣に受け止めるべきだと思います。」
ただし、異常が何かを意味するかどうかは明らかではありません。 CMB はランダムなプロセスの産物であるため、異常は単に統計的なまぐれである可能性があります。悲しいかな、CMB とビッグバンの場合、研究者は実験をやり直して効果がなくなるかどうかを確認することはできません。
