【宇宙】行方不明だったバリオン(宇宙の通常物質の1/3)を銀河間空間で発見

今日の宇宙論では、宇宙に存在する全物質・エネルギーのうち約70% は「ダークエネルギー」と呼ばれる正体不明のエネルギーであり、約25% は「ダークマター」と呼ばれる正体不明の物質であるとされ、通常の物質の比率はわずか5% 程度に過ぎないと考えられている。

ダークエネルギーやダークマターは文字通り謎に包まれた存在だが、陽子や中性子などのバリオン粒子で構成されている通常物質についても、いまだ解明されていない謎が残っており、「行方不明のバリオン問題」などと呼ばれてきた。これは、観測データから推定される通常物質の存在量が、ビッグバン理論に基づいて宇宙誕生時に生成されたはずのバリオン粒子の数と大きく食い違うという問題である。

これまでの観測データから、銀河や銀河団などを構成している通常物質は宇宙誕生時に作られたバリオン粒子のうち10% 程度であり、60% 近い数のバリオン粒子は銀河間の広大な宇宙空間に拡散するガス状物質として存在していることがわかっていた。しかし、残りの30% 程度の通常物質については、どこにどのような状態で存在しているのかがはっきりしていなかった。

欧州、米国、メキシコ、アルゼンチンなどの天文学者による国際研究チームは今回、この行方不明の通常物質の所在を突き止めることができたと発表した。それによると、全宇宙の通常物資の約30% を占める行方不明のバリオンは、宇宙空間に広がった網目状のネットワーク構造中の「フィラメント部分」に存在していると考えられるという。

このネットワークは「宇宙の大規模構造」とも呼ばれ、希薄なガスでできたフィラメント状の網目によって、たくさんの銀河や銀河団などが互いに結びついている巨大な構造である。フィラメント部分に含まれているガスの温度は数千度から数百万度までと幅があり、このうち比較的温度の高い100万度くらいのガスは「中高温銀河間物質」 (WHIM:warm-hot intergalactic medium)と呼ばれている。

コロラド大学ボルダー校のMichael Shull氏らのグループは、2012年、このWHIMに行方不明のバリオンが存在しているという仮説を発表していた。今回の研究では、欧州宇宙機関(ESA)が運用するX線観測衛星「XMM-Newton」などの観測データを用いて、この仮説を検証した。

具体的には、地球から40億光年先にあるクエーサー(準恒星状天体)「1ES 1553」が放つ強力な電磁波(X線から電波領域の波長)を2015年から2017年にかけて合計18日間観測し、行方不明のバリオンの存在証拠をその観測データの中に見つけることを試みた。

クエーサー1ES 1553は遠方の銀河中心にあるブラックホールであり、周囲の物質を活発に飲み込みながら強力な電磁波を放射していると考えられている。その電磁波のスペクトルを分析することによって、電磁波が地球に到達するまでに通過してきたWHIMに関する情報を知ることができる。

今回の場合、観測衛星XMM-Newtonとクエーサー1ES 1553を結んだ視線方向の2箇所にある高温の銀河間ガス中に酸素が存在している証拠を、X線の吸収線スペクトルの分析から得ることができたとする。そして、酸素を含むWHIM中の物質が宇宙の全方向に存在しているとすると、そこから推定されるバリオン粒子の数は、これまで行方不明とされていたバリオン粒子数に一致すると研究チームは結論している。

今後の研究課題としては、XMM-NewtonおよびNASAのチャンドラX線観測衛星を使ってさらに多数のクエーサーについても観測を行い、WHIMに関するデータの精度を上げていく必要があるとしている。また、WHIMの分布や特性を完全に調べるためには、2028年にESAが打ち上げ予定の宇宙観測衛星Athena(Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics)のような、より高精度の観測手段が必要になるとしている。

図：40億光年先のクエーサーから届く強力なX線のスペクトル分析から、途中に存在している中高温銀河間物質(WHIM)に含まれている酸素を検出した。その存在量は「行方不明のバリオン」の量に一致した (出所:ESA)
https://news.mynavi.jp/article/20180629-657217/images/001l.jpg

https://news.mynavi.jp/article/20180629-657217/

ダークマターがなかったら、宇宙はビックリップして、原子までもがバラバラになってしまうんだろ？
この宇宙の曲率が少しでもプラスかマイナスかで宇宙の運命はまったく変わるわけだ。

やはり神様がいらっしゃって、平坦な宇宙を保つためにダークマターを高次元から注入して、
秩序を保っているんじゃないかな。

神さまは存在し、常に人間を含めた宇宙の姿を見守っていると、今は102歳になった実家のおばあちゃんが教えてくれた。
祖母はクリスチャンサイエンスモニターの熱心な信者。
あたしはユダヤ教だけど。

魔神竜バリオン

ダークマターは　寧ろ　大規模構造の
フィラメントに囲まれた 「空洞部」 に
有るという説もある。

ただ、電磁的に隔離されているので
光を含めた電磁波では検知できず
将来　感度が上がった　「重力検知器」
のみで感知されるという。

酸素あるんやな。
宇宙コロニーで採集できる？

バイオリンかと思った

ダークエネルギー
つまりアインズ様の力の源

オラもバイオリンと思ってしまったｗ

いままで無かったところに物質が見つかったんだよね
そしたらまた重力地図を書き換えて推定やり直したら
ダークマターが減ってダークエネルギーましましだろう

宇宙の通常物質ってほとんどが水素とヘリウムだと思ってたけど
酸素が全体の1/3もあるってこと？なんか多すぎる気がする

これを複数のクエーサーでやれば確度が上がる、よね？
迷子のバリオンについては概ね解決、って事でいいの？

バリオンの意味もワカラナイ奴等が書き込むなと

うちのバリオン知りませんか？

バリオン
アリオン
ルミオン

暗黒股とは違うのけ？

超時空戦隊

なるほど、さっぱりわからん

想像も数打ちゃ当たる

ダークコンドルの行方も知りたいな

シェルドンに教えてあげなきゃ

宇宙にエネルギーは無いでしょ
もしあったら何も無い空間で化学反応なり起こる
そしたらいまの宇宙工学なんて通用してない
つまり人類が沢山送りこんでる衛生だの探査機だの成り立たなくなる

はい論破

サイバリオンならわかるんだが

俺の股暗も行方不明

我軍のバリオン・メガ粒子砲で宇宙のフィラメントなど
粉々に吹き飛ばしてくれよう

なんだ
ヘモグロビンを通して血管を酸素が移動してるのか？
ということは、地球は善玉菌

バクオンの更に上を行くバリオン

みぃつけた

フィラメント部分に含まれているガスの温度は数千度から数百万度までと幅があり、
このうち比較的温度の高い100万度くらいのガスは「中高温銀河間物質」

なんでそんなに高温のガスがあるのかいな？ほとんど太陽並みじゃないのか？
（太陽は表面温度は6千度程度、中心が1500万度ぐらいといわれている。）
エネルギーの放射をするのにそれだけの温度が維持出来ているということは、
核反応が起きているということだね。

正体不明なのに、「存在する」事だけは分かってると言う事？　なぜ分かるのだろう

人類が滅んでも宇宙空間を漂ってバイオリンが生キノコれる

正体不明なのは我々が3次元しか認識できないからしょうがない

>>2
神様というか、高次元の俺らは観測できないし干渉できないけどむこうからは出来る存在ならいそうだよな
例えるならスカイリムのキャラをいじくりまわすキモオタのようなもんだ。
実家のおばあちゃんに教えてやれ。
神とはキモオタだと

おかえりなさい、バリヲん

WHIM沿いに飛行機で移動するってＳＦができそうだな。
すでにあるみたいだけど。

科学者が神を信じるのも分かるよね。
宇宙て水素が7割じゃなかった？

ミノフスキー粒子のことか。

>>9
アホ言うな。元々あるのを見つけただけ
無いのなら無いんだから見つかることは無い

>>29
バリオンの正体は分かっている
だからバリオンと呼んでいるわけでね

>>6
俺も

>>1
「バリオンですか？」「そうです」

素粒子も無限に存在する訳じゃない

ブロンスタインの計算式
０除算をすると最後は１になる美しい計算式

>>6
私も思った

ご冥福出来なかったのか・・・

>>37
行方不明だったのだから、そこにあると誰も思っていなかった
そこにあるはずのないバリオンが、ダーク○○の計算に組み入れられていたはずも無い
という意味
バリオン全体の30%の在り処が不明→判明だから再計算必至

オレもバイオリンかと思って、
そこはコンパスだろ！って、つっこんだ。

素粒子方面からのダークマターの解決はだんだんありえなくなってきたな

>>6
俺もだ

ダークエネルギーって宇宙定数のことでいいんだよね？
大学で天文学やってるんだが、理数系苦手な俺にはいろいろ難しくってさ

時間とか空間がE=mc2みたいにエネルギーに換算できるとか言う落ちだったりして

>>6
あたいも〜

スペクトル分析どんだけ有能なんだよ

　
バリオンといえば、黒岩よしひろ

素粒子と素粒子がぶつかると光が発生して、重力が１発生する

０除算が可能になった今、
ブロンスタインの数式があるから超弦理論とか必要なくなるな

全バリオン（通常物質＋ダークマター）のうち通常物質の行方が把握できたってことでしょ

>>1
有楽町バリオン

全物質（ダークマター＋物質）だな

そんで、今度は宇宙全体を再計算したら物質が想像より多くてどうなってんだ？になるんだろ
ホントこいつら飯食うためにデタラメ必死だな

バリオンとか知らなくても生きる上で不都合は無い

バリオンか
今度買ってみるわ

ダーク（なんちゃら）の嘘がばれたの！？

頭が悪くて理解できないことはデタラメか嘘と決め付けておけばホッとする

>>29　>>50　
＞正体不明なのに、「存在する」事だけは分かってると言う事？　なぜ分かるのだろう

まず、相対性理論の方程式とその特殊状態であるニュートンの万有引力の方程式が基になっている
この方程式をいじくり廻して、変形させた数式による予言（？）と間接観測結果が合うので、
存在は判るが、正体を突き詰めるまでの観測結果がないので正体不明

一般相対性理論のアインシュタインの方程式をこねくり回して変形させたフリードマン方程式
というのがある
これを更に単純な形にした式の項目に、バリオンとダークマターとダークエネルギー（ｏｒ宇宙定数）がある
そして、最近の観測結果を方程式に入れて計算すると、バリオン、ダークマター、
ダークエネルギーの割合が出てくる

ダークマターの存在傍証としては、銀河の運動状態と重力レンズ効果がある
銀河の運動状態はレコードのような個体の円盤が廻るように全体が等角速度で動いている
この運動と観測されてる恒星分布＝質量分布をニュートン方程式に当てはめると、
銀河の外側になるほど圧倒的に質量不足になる
その不足質量を穴埋めするのに想定するのがダークマターで、
正体は、色々推定されてるが決め手はない

重力レンズは、大きな質量（天体）があると光が重力で曲がり、
天体の後にあるものが見えるというもの
銀河団の後に同一天体が複数個に見える事例があり、
その光の曲がり具合を計算的に合わせるには、ダークマターの質量が必要になるというもの

ダークエネルギーは、宇宙の膨張速度の精密観測で、膨張が加速してることが判り、
この加速膨張の方程式的辻褄合わせに「宇宙定数」というのが有効に働くが、
「宇宙定数」でなくても、圧力と密度の比の値が負なら
「宇宙定数」と同等の効果があり、その場合の仮想エネルギーがダークエネルギー
「宇宙定数」とダークエネルギーは、同等効果の違う存在で、
ダークエネルギーがあれば（見つかれば）相対性理論の破綻とも言われ、
ダークエネルギーが見つからず「宇宙定数」を必用とするなら、
「宇宙定数」の実体が問題になる

難しい．．．
学者さんは、これを観測値と数式で導き出す

そりゃあフィラメント部分以外はヴォイドであって物質が無いんだからフィラメント部分にあるに決まってる

>>3
ガリオンとか派生ろぼあったよな

っていうか今回所在が判明したバリオンはダークマターでもダークエネルギーでもなく
それ以外の「通常の物質」を構成する要素のでしょ

なんでダークマターの話をしてる奴がいるんだ

すばる望遠鏡なにしてんの寝てんの？

>>67
異星人の遺物を勝手に掘り起こして使った
・・・ロボは見つけたが、宇宙船は見つからなかった
通常状態の剣が、強靱な紐で繋がった小片に分かれ、
鞭のように使えるガリオン・ソードが特徴的

バリオン創出ヘイロウなら知ってる

よく光線銃で遊んだよ
アップルいいよね

>>65
解説ありがとう
宇宙はまだまだ分からない事だらけか

>>29
屋根裏がギシギシと音を立ててる。
正体は不明だが、ギシギシ具合から質量は推定できる。
X線と赤外線カメラを使って観測したら、ねずみだｔｐ判明した

宇宙の曲率と宇宙内のエネルギーや物質の総量に関係があるから曲率を求めれば総量が求まる
バリオン＋ダークマターの量は背景放射の観測から求まるから総量からそれを引けばダークエネルギーの量も求まる

>>6
同じく

クォークはなんとなくわかってきたけどバリオンとなるとさっぱりわからんなあ〜〜

網目構造は銀河が網に沿って配列してるから見かけ上網目に見えてただけじゃなくて
実際に物質が詰まってたと言うこと？

いつも思うけど、聖書とかの神って他の星から地球にやって来た宇宙人のことじゃないのかな？
当時は空から降臨すれば神だって思うんじゃないの？

>>14
つまり宇宙はトヨタなんだな

バーリオーン
せめて表向きだけ

だってカワサキなんでしょう？(´・ω・｀)

>>3
俺は評価するぞ。
ていうか真っ先に浮かんだし。

>>78
＞網目構造は銀河が網に沿って配列してるから見かけ上網目に見えてただけじゃなくて
＞実際に物質が詰まってたと言うこと？

Ｙｅｓと言ってもＮｏと言っても両方とも間違いではない
その種の事を研究してる天文学者的には、何も無い「無」の空間ではなく物質があるという話
一般人の感覚的には、実質「無」と言えるなにもない真空で物質が詰まってるとは言えない状態

地球に近いところで太陽系の最外縁部にオールトの雲と言われてる塵や氷がある
領域が想定されている（観測的には未発見）
遠い所では、古い星の残骸で将来新しい星の元になるガス星雲は宇宙空間の中では、
比較的に物質密度が濃い
それでも、地球・地表上で人が真空ポンプで作れる真空状態より物質密度が低いとされている
今回問題になってる領域は、それらの場所よりも更に物質密度は低いと思われ
・・・星雲並みに物質があったら、その向こう側が判らない
そんな訳で、本当に何もない空間ではないが、実質上は無に限りなく近い

>>84
横からだしスレとは関係ないけど、昔からの疑問がスッキリした気がする。

数万度のガスの領域と言っても、人間からしたら極寒なのか宇宙船は溶けてしまうのか？とか……
遠くから見れば、地球のある太陽系はオリオン大星雲みたいな中にあるかもしれない（勝手な想像）とか疑問だったんだよね。スカスカなら、星雲の中に存在しても分からないんじゃないかって。

正体不明ばっか

ワイの正体も不明やし 多少はね

>>85
密度が希薄なのでそんなに熱量がない。

こんな基本的な部分が判ってないというか？
つい最近判ってない事が分かった　というかｗ？

ドヤ顔してても現代科学の程度の低さ
未だ何も知らないのと一緒

　先生はバリオンに向かって懐かしそうに声を掛けた。
「800年ぶりだねえ」

バリバリバリオオオオオオオオンン

>>3
このあいだお亡くなりになっただろ＞作者

バリ音？

せんべいを食べる時によく放出するわ

銀河間空間にあるバリオンを絡め取ってできるのが伴銀河。ハロー域にある矮小銀河は軽い恒星が多いのが特徴だ。
綿アメのように核になるような恒星集団が時間をかけて大きくしていく
その原動力になってるのが母銀河の銀河核
そのバリオンを銀河間にばら撒いてるのも銀河核である
バリオンの元は銀河核に引き寄せられて原子崩壊を起こした恒星。
そうやって銀河は物質を循環させ、無限の時を経て形を保っている。

ボイドにも物質は詰まってる
重力によってぎゅっと集まると見えてくる
銀河核のように核になるものが無ければ物質は集合してこない
銀河や銀河団も相互作用してるので混雑する所は混雑するし、閑散としてるとこは閑散としたまま

屁がバリオンなんだけど
病院に行ったらなんかアドバイスもらえる？

>>2
どうせ嘘だろ
本当ならユダヤの信仰告白してみて

そうなんだ、やっと分かったわ
そういうことだったんだね
フィラメントとは考えつかんかった
１００万度ってどんだけ熱いんだろうね

バリオン……70年代臭のする物質名だ

>>96
俺のはプリオンやな

何百万℃ってなんで冷えてないの？

ああ、ジャンプの打ち切り漫画な

ケアレスミスみたいなもんだなこれ
NASAも大したことないわ

ダークマターがなかったら、宇宙はビックリップして、原子までもがバラバラになってしまうんだろ？
↑それは逆だ。(自分実質小卒の中卒だけど･･逆だってのは合ってると思う)

50億年前頃に宇宙空間は、空間を加速増大させる｢ダークエネルギー｣
(空間が増えると支配性が増大する負のエネルギー)
が、
空間を引き押さえる｢ダークマターからの重力｣(電磁的物理干渉性の無い、物質と光(電磁波)へ重力を及ぼす謎の物で、空間が増えると支配性が薄まる正のエネルギー)
に打ち勝ってむしろ宇宙は加速的に膨張していて、ビッククリップ(宇宙の)の否定は起きた

ダークマターがなかったら、宇宙はビックリップして、原子までもがバラバラになってしまうんだろ？
↑それは逆だ。(自分実質小卒の中卒だけど･･逆だってのは合ってると思う)

50億年前頃に宇宙空間は、空間を加速増大させる｢ダークエネルギー｣
(空間が増えると支配性が増大する負のエネルギー)
が、
空間を引き押さえる｢ダークマターからの重力｣(電磁的物理干渉性の無い、物質と光(電磁波)へ重力を及ぼす謎の物で、空間が増えると支配性が薄まる正のエネルギー)
に打ち勝ってむしろ宇宙は加速的に膨張していて、ビッククリップ(宇宙の)の否定は起きた

行方不明だったバイオリン

105
ゴメン
後から見たら二重投してしまっていた..

ジリオンが何だって？

宇宙の大きさに思いを馳せると何やら詩的でファンタジーのような気分になるのだ。
試してみよう。

観測可能な宇宙の直径は930億光年。
銀河系の直径は10万光年。
銀河系を1ピクセルとすると観測可能な宇宙の直径は93万ピクセル。
うちのＰＣモニターの横ピクセルは1920ピクセルで52cm。
観測可能な宇宙の直径をうちのＰＣモニターで表現するなら
484台必要で並べるのに252m必要。
府中競馬場に484台のＰＣモニターを並べると
観測可能な宇宙と銀河系の大きさの関係が実感できるのだ。
2018年府中の旅をしてみよう。