宇宙究極の謎− 暗黒物質、暗黒エネルギー、暗黒時代 −

二間瀬敏史先生の講演に関する質問


Q1:
Weak Lens検知について:銀河の長軸の向きを手がかりにするとのことですが(重力?)、具体的にどのようにしてWeak Lens形状を求めるのでしょうか?(一見、長軸の向きはランダムのように思えます)

A1:
背景銀河の形状を楕円で近似します。重力レンズを受けていなければ長軸の向きはランダムですが、重力レンズを受けるとランダムではなくなるので、十分な数の背景銀河の長軸方向の平均をとると、ある方向が決まるのです。

Q2:
(1)“宇宙のエネルギーの23%が暗黒物質、73%が暗黒エネルギー”という表現はどのようにして求められたのですか?ここで用いているエネルギーはアインシュタインのE=Mc2で変換できるのですか?またはできないのですか?変換できない、あるいは、別種の変換が存在するのですか?
(2)通常物質と暗黒物質とは衝突するのですか?しないのですか?しないとすればその理由を教えて下さい。するとすれば、暗黒物質の質量が計算できるように思うが、如何でしょうか?

A2:
(1)暗黒エネルギーもE=Mc2という関係を満たします。暗黒エネルギーと暗黒物質の割合は、宇宙マイクロ波背景放射の温度揺らぎの観測から推定することができます。たとえばどの位の角度スケールの(周りに比べて)熱い領域があるかなどが、宇宙にどれだけどのようなエネルギーが含まれているかを示しています。
(2)暗黒物質は通常の物質と衝突しません。暗黒物質も通常の物質も素粒子の集まりですが、各々は非常に小さく直接衝突する確率は無視できます。したがってお互いが近くを通ったとき、影響を及ぼすかどうかですが、暗黒物質は質量以外に通常の物質がもっている性質、たとえば電荷をもたないので、重力以外の影響を及ぼさないのです。

Q3:
重力はどのようにして(何を消費=転換)してエネルギーを発生し、発生した重力は物を動かす(互いに)後、何に戻る=転換されるのか?また、重力の伝搬速度は?(重力場によって変化するのか?)

A3:
最初の部分の質問の意図はよくわかりませんが、一般相対論では重力とは時空の曲がりで、時空の曲がりそのものがエネルギーです。重力の伝搬速度は光速度です。