ダークマターとダークエネルギーの違い

質問

宇宙には９６パーセントがまだ観測できないものがあると言います。
ダークマターとダークエネルギーと考えられているようですが、
そのダークマターとダークエネルギーの違いと
ダークエネルギーとは例えばどんな物質なのか教えていただけないでしょうか。

回答No.2

risyu · ベストアンサー

補足します。

wikipediaにも書いてあり、また、質問者さんも理解しているかもしれませんが、「ダークマターが存在する」ということを、なぜ持ち出さなければならなかったのかを簡単に説明します。

wikipediaに載っているように、銀河の回転速度を観測によって調べてみると、銀河の中心近くも銀河の縁も回転速度がほとんど同じだったことが発端です。
なぜなら、銀河中心から離れていくほど銀河の重力が弱くなるため、回転速度は小さくならならならなければ、銀河が崩壊してしまうからです（銀河の中心に引き付ける重力よりも外に出ようとする遠心力の方が強くなるため）。
しかし、現実は、回転速度がほとんど一様。これを解決するために、「見えない物質」＝「ダークマター」が導入されたわけです。

さて、質問者の「ダークマターとはどのような物質ですか？」という質問を簡単に書きます。

（※候補の順番は、私の記憶の順番なので、研究者の支持の多さではありません）
○ 候補１：ブラックホール
見えない天体といえばブラックホールです。銀河の中に、予想よりも
はるかに多くのブラックホールが存在するため、理論よりも実際の方が銀河質量（宇宙全体の質量）が多いことが原因という仮説。
○ 候補２：超対称性物質
まだ発見されていない超対称性物質が宇宙に存在するため、現在の理論にはこの質量が考慮されていないことが原因、という仮説。
（超対称性物質については、wikipedia等で調べてみてください）
○ 候補３：惑星・褐色矮星など
他の太陽系にある惑星・褐色矮星は、観測がとても困難なため、現在までに200個程度しか発見されていません。そのため、銀河中にどのくらい惑星・褐色矮星が存在するか分かりません。この惑星・褐色矮星の質量を考慮する必要があるという仮説。
○ 候補４：ブレーンワールド仮説
また、私も良く理解していないのですが、私の幼い知識の範囲で説明したいと思います。
宇宙には「私たちの宇宙」の他にも「他の宇宙」があり、その宇宙の重力だけ”漏れ出して”（光などは無理）私たちの宇宙に影響を与えているという仮説だそうです。（イメージする方法を紹介します。まず、２枚の紙（ノート等）を用意し、その１枚を机などに置きます。もう一方を何センチか離して上からみると机置いた紙と重なるようにして支えます。この２枚の紙のどちらか一方が私たちの宇宙であり、もう一方が他の宇宙と考えます。「紙宇宙」の住人には、質問者さんや私の住んでいる三次元（三番目の次元）を認識することができません。この認識できない空間を、重力だけは通ることができる。そのため、「見えない何かが作用している」と考えざるおえない。）
○ 候補５：ニュートン（アインシュタイン）の重力法則の間違え
現在しようされている、重力に関する法則が間違っていて、修正してやる必要があるという仮説です。この仮説を採用すれば、ダークマターは導入せずに済みます。

お礼

risyuさんありがとうございます。
かなり参考になりました。

回答No.4

noname#26663

グロちゃんが専門家さんを呼んでるよーな感じがします。

ひまわりに１２５億回連続計算さてみました。
まだ解が出ません。（こ、こりは３日以上かかるかも。＾＾；）

だめでつ。＾○＾；
遂にひまわりの限界が見えてきました。

宇宙には、４％程、計算出来る物がります。
恒星、白色矮星、中性子星、ブラックホールの質量、エネルギーなどです。
密度は中性子星で１ｃｃで１億トンだそうです。
これはら公式で出す事が出来ます。

所が、計算と大きく違う動きがあります。
これでは物理法則が破綻してしまいます。
これを補う為の仮説です。

ですから、宇宙総質量、エネルギー、密度の方を最初にやっつけちゃってほしいんです。

負のエネルギーは、空間を膨張させる力を加速させる方向に進みます。

＞ダークエネルギーとは例えばどんな物質なのか教えていただけないでしょうか。
数学的には－のエネルギー。（つじつまあわせ）＾＾；

自信、有る訳なし。出た所勝負。

回答No.3

funifunipiyopiyo

96％のうち、24％分は未知の物質であると考えられています。非常に低エネルギーで冷たい宇宙暗黒物質(Cold Dark Matter; CDM)と呼ばれています。これは超対称性理論で予言されるニュートラリーノや強い相互作用のCP保存を説明するために導入されたアキシオンなどが提案されており、多くのグループが探しています。
risyuさんが紹介されている褐色矮星は通常の物質なので、既知の4％に属します。ブラックホールも宇宙誕生後しばらくしてからできたものは、重い恒星からできたので4％に属すると考えてよいでしょう。ただ、宇宙誕生時に既にブラックホールになっているもの（primodial black holeといいます。初期宇宙ブラックホールと訳すればよいでしょうか）は既知の物質に数えてよいか不明で、これは宇宙暗黒物質になりえます。しかしこれらは見つかっていません。

次にダークエネルギーのほうですが、こちらは1980年代後半に宇宙の膨張が加速していることが発見されたことによります。アインシュタインが考えた宇宙膨張の方程式では宇宙項という項が入っていました。しかし、その後宇宙が膨張していることが明らかになって宇宙項の存在は長らく忘れられていたのです。宇宙項無しの宇宙は加速する膨張はしません。
そこで宇宙項が復活しました。宇宙項については、すっきりと腑に落ちる説明がまったくないものなので宇宙項の起源を探る研究が今も活発に行われています。
そんななかアメリカのマイケル・ターナーが宇宙項のことをダークエネルギーと呼びました。その語感がよかったのか瞬くうちに世界中の人々が遣うようになりました。もちろん名前がついただけで何も解っていません。今後の理論・観測の進歩に注目してください。

回答No.1

risyu

まず、質問者さんの誤解を正したいと思います。
ダークエネルギーとは物質（バリオン物質＝普通の物質）ではありません。その名の通り、エネルギーです。一方、ダークマターは、アルファベットで書くと「dark matter」（暗黒物質）ですから、これがその名の通り物質です。
さて、「ダークエネルギーとは何か？」ということですが、これは宇宙全体に負の圧力を及ぼしているとされる「仮想的なエネルギー」のことです。まあ、簡単にいうと、「重力は引力」というのに対して「ダークエネルギーは斥力」という感じです。現在、「このダークエネルギーがどのようなものなのか？」ということまでは、分かっていません（提唱されている理論はいくつかあります）。
今調べてみると、詳しいことがwikipediaに載っていました（ダークエネルギーとダークマター共に載ってます）。参照されると良いかと思います。

お礼

risyuさん早速ありがとうございます。
wikipediaは利用してますが自分でもまだ理解してません。
ダークマターにブラックホールが入るのかとか。
また斥力のある物質ダークエネルギーとは反発力と理解してますが、
具体的にどのような物質なのかとか。