ダークマターとダークエネルギー

夜空を見上げてみると、沢山の星たちが煌めいている。

しかし、星と星の間には何があるのだろう。。。

何もない世界。真空の世界。

しかし、かなり昔から、この真空の世界には何もないわけではなく、色々なエネルギーやもので埋め尽くされているとの話がでてきている。

現代では、
宇宙の4%は、我々の知る通常の物質でできているらしいが、
大部分、おおよそ70%は、ダークエネルギー(暗黒エネルギー)、
そして、残りのおおよそ25%は、ダークマター(暗黒物質)で構成されていると考えられているようだ。

我々の加速度的に膨張し続ける宇宙の、この膨張の力は、ダークエネルギーが支えているらしい。

光を発しないダークマターであるが、我々の知らないこの物質は、光を発しないにもかかわらず、重力が働いているらしい。



ホーキングの数式を使わぬ宇宙本や、リサ・ランドール等を読むにつれ、頭の中が多少とも整理?!されてきた。

ビッグバンありきとすると、その瞬間の宇宙を表現するには、量子力学の世界が必要であり、
「相対性理論(時間と空間の概念を結びつけ、また、重力は時間と空間のゆがみである・・・)」と、「量子力学」を調和、統合し、もっとも基本的な力を統一的に記述する方法論、理論を世界は追い求めている。

いわば、マックスウェルの電磁気力と、アインシュタインの相対性理論を統合する試み。

ひとつには、「ひも理論」がその解を供出していくのかもしれない。
これは、物質の基本的な構成要素は、点粒子ではなく、広がりをもった「ひも」ではないかというもの。
この小さな「ひも」が、色々な振動ｦすると、さまざまな粒子のように振舞う。
たとえば、重力は「閉じたひも」によって記述され、この世の中は、9+1=10次元の世界なのであるらしい。
ただ、高次元の世界は、コンパクト化(byカルツァ/クライン)という論により、通常巻き上げられており、通常の3+1=4次元(1は時間軸)世界は成り立っている・・・・。

さらに、ルバコフ、シャポシュニコフの論文、アルカニ＝ハメド、ディモボーロス、ドゥヴァリの論文等により、「ひも理論」のブレーンワールドの世界が構築され、
リサ・ランドールは、サンドラムと共に、ワープした余剰次元という要素を加えて、「ワープ(歪曲)する宇宙論」を提唱したとのことです。

「ひも理論」に含まれるブレーンという広がりをもつ「もの」には、そこに粒子や力を閉じ込める性質がある。ブレーンは、二次元の広がりを持つ膜(メンブレーン)を高次元拡張したもので、3+1次元の世界を包含している。ブレーンの外には、さらなる高次元世界が存在し、高次元世界の中に浮かんでいるブレーンに粒子や力が閉じ込められ、その中に我々の世界は存在する。。。。。

このアイデアは、「ブレーンワールド」と呼ばれるようです。

粒子や力がすべて、このブレーンに閉じ込められていれば、我々の知り得る世界は、このブレーンの世界のみ、すなわち、3+1次元のみだけでよく、高次元の世界は、我々からは通常見えず、隠されてしまっている。
このアイデアは、上記の高次元、余剰次元の巻き上げ、コンパクト化とは、異なるアイデアでもあるわけです。

しかし、重力(グラビトン)、電磁気力(フォトン)、弱い力(ウィークボソン)、強い力(グルーオン)という、基本的な4つの力を統一するには、まだまだ、わからないことだらけのようです。

宇宙論的には、「階層性問題」「宇宙項問題」「ダークマターとダークエネルギー」「インフレーション起原問題」などがあり、解決には、時間がかかるようです。

階層性問題は、重力が、他の三つの力(電磁気力、弱い力、強い力)に比べて相対的に弱いのは何故かということらしいのですが、「ワープ(歪曲)する宇宙論」では、重力は、ブレーン嫌いであるという考えのようです。

すなわち、重力を伝える、質量をもたないグラビトンは、3+1次元のブレーンには存在確率が低く、だから、我々の住む世界である、ブレーン内では、重力が比較的弱いということらしいです。

重力は、ブレーン外にも滲み出しており、ブレーンの外側の世界、すなわち、五次元世界では、グラビトンの存在確率は大きい。

また、ブレーンの外側の世界を知るには、唯一、ブレーン外にも滲み出している、重力、グラビトンを測定することにより、可能かもしれない。。。
(重力波測定には、リサという測定機が検討されているらしいです。)

さらに、五次元時空には、他のブレーン(3+1次元) も存在するかもしれず、其所にはまた、異なる我々のような世界が広がっているかもしれません。

我々の世界のブレーンと、異なるブレーンの間には、ばねのような力が働いていて、一定の距離??を保っているようです。しかし、この間に存在する、五次元時空とはどんな世界なのか。



これらは、スイスのCERNの14兆電子ボルトの世界で、微小ブラックホール実験でも成功すれば、さらに実証されていくかもしれないまだ理論上の世界ではありますが、今後の研究進展には、興味津々です。