宇宙に関する100年前の仮説が間もなく覆されるかもしれない

物理学者たちが1世紀以上にわたって宇宙について立ててきた仮説が、まもなく覆されようとしているのかもしれない。それが私たちが考えていたよりもはるかに塊であるという証拠が明らかになりつつあり、この発見は今日の最も不可解な宇宙論的謎のいくつかを解決する可能性があります。

宇宙をモデル化するとき、宇宙学者はすべての銀河を説明することはできないため、単純化します。通常、彼らは、最大スケールの宇宙は均一かつ等方性である、つまりどこを見てもほぼ同じであると想定しています。

このビューは FLRW モデルとして知られており、1920 年代にこのビューを開発したアレクサンダー フリードマン、ジョルジュ ルメートル、ハワード ロバートソン、アーサー ジェフリー ウォーカーにちなんで命名されました。ほぼすべての宇宙論的観測はこのモデルを使用して解釈されていますが、今月発行された以前の 3 つの論文で説明されているように、基礎となる仮定が間違っているという証拠が明らかになりつつあります。

最初の研究では、ロンドンのクイーン・メアリー大学のティモシー・クリフトンとデンマークのコペンハーゲン大学のアスタ・ハイネセンが、FLRW モデルが私たちの宇宙を正確に記述できるかどうかを調べる新しい方法を提案しています。

このテストでは、超新星観測と物質密度の変動から構築された宇宙距離のさまざまな公式を組み合わせて使用​​します。 FLRW モデルが成立する場合、組み合わせはゼロになるように慎重に選択されるため、ゼロ以外の結果は新しいモデルが必要であることを示します。他のテストも以前に提案されていますが、FLRW に何か問題があるという明確な信号を与えることはできませんでした。

2 番目と 3 番目の論文では、南デンマーク大学のハイネセンとソフィー マリー コックバンが既存の宇宙論データを使ってテストを行いました。

これは簡単ではないため、彼はまず、以前の分析のように FLRW を仮定せずに、データから関連する距離の測定値を取得する方法を見つけ出す必要がありました。次に、シンボリック回帰と呼ばれる AI ベースの手法を使用して、テストに使用できる距離の尺度に適合する式を見つけました。結果は明らかにゼロではなく、FLRW に欠陥があることを示唆しています。

「この結果には驚きました。なぜなら、この結果はこれまでのものの多くを打ち破るものだからです」とハイネセン氏は言います。

「このことは、宇宙が思っているほど単純ではない可能性を示唆しています」とクリフトン氏は言う。同氏は、これはFLRWが十分に強力ではないことの最初の証拠となる可能性があり、「新しくて興味深い可能性の世界が開かれる」と述べた。

新しい結果は示唆に富んでいますが、宇宙論者が発見に必要とする統計的証拠の完全な基準にはまだ達していません。そのためには、チームは今後数年間にさらに多くの天文データが生成されるのを待たなければなりません。

しかし、この新たな状況は劇的な影響をもたらす可能性があります。宇宙学者は長い間、宇宙の膨張率の不一致、宇宙​​の初期の歴史と現在の挙動の不一致に困惑してきたが、最近の測定結果は暗黒エネルギーが時間の経過とともに変化している可能性を示唆しており、多くの人を驚かせている。

クリフトンは、宇宙論のこれらの根本的な謎は、均質性のない塊状の宇宙によって説明できるだろうと述べています。これらの測定値は単なる平均値であるため、特定の期間にわたって維持されることは期待できないと彼は言います。

オランダのライデン大学のスボード・パティル氏は、研究者はデータの過度な解釈を避けるよう注意する必要があると考えているが、全体的なアプローチには感心している。 「私の第一印象は、素晴らしい、彼らは正しい質問をしているということです」とパティルは言います。