ダークマターとダークエネルギー：宇宙の95％を占めるもの

NASAによれば、宇宙は3つの要素からなっています：通常の目に見える物質が約5％、ダークマターが約27％、ダークエネルギーが約68％です。ヨーロッパ宇宙機関（ESA）は、ダークマターとダークエネルギーの組み合わせた割合を宇宙の95％とし、通常の物質（星、惑星、光で測定可能なすべてのものを構成する原子）が残りのわずかな部分を占めています。

ダークマターとは何か？

NASAによれば、ダークマターは質量と重力を持つが、光を放出、吸収、反射しない物質の形態です。直接見ることができないため、科学者たちはその存在を、目に見える物質に対する重力効果から推測しています。NASAはそれを銀河が散らばるのを防ぐ物質として説明しています。

このアイデアは1933年に遡り、スイスの天文学者フリッツ・ツヴィッキーがコマ銀河団の銀河が目に見える質量だけでは一緒に保たれるには速く動きすぎることを発見しました。1970年代に、天文学者ベラ・ルービンは、渦巻き銀河の外側の端にある星が目に見える物質の重力では説明できない速度で軌道を周回していることを示すことで、この事例を強化しました。

ESAは、典型的な銀河の欠けている、見えない質量が、天文学者が実際に観測できる星の質量の約10倍大きいことに注目しています。最も明確な証拠の1つは銃弾銀河団で、NASAは2006年の観測で、重力レンズ作用（重力による光の曲がり）を通じて検出された質量の分布がX線で見える熱いガスと一致しなかったこと、つまり見えない質量成分があることを示していると述べています。

ダークエネルギーとは何か？

ダークエネルギーはNASAの用語で、宇宙の膨張を加速させ、銀河同士をますます速い速度で押し離す謎の圧力です。ESAは、加速する膨張は1990年代の意外な発見であり、その原因は依然として不明であると述べています。それは空の常数特性であるかもしれない、時間とともに変わる力であるかもしれない、あるいは現在の重力の理論が改正が必要であることの兆候かもしれません。

ESAはプランク衛星からの推定値を引用し、ダークエネルギーが宇宙の総物質エネルギー含量の約68％に貢献していることを示しています。これはNASAのより広い内訳である約68％のダークエネルギー、27％のダークマター、5％の通常の物質と一致する数字です。

なぜこれが今研究されているのか

2026年4月、ダークエネルギー分光器（DESI）は、当初の計画の5年調査を予定より前に完了したことを発表し、4700万以上の銀河とクエーサーをマッピングしました（元々の3400万の目標を超えて）、さらに2000万の天の川の星をマッピングし、協力が現在までに作成された宇宙の最大の高解像度3D地図と呼んだものを生成しました。DESIの自身の発表によります。

DESIの最初の3年間のデータの分析により、ダークエネルギーが固定された宇宙定数ではなく、代わりに宇宙時間にわたって強度が変わる可能性があるという兆候が見つかったと、協力は述べました。DESIの完全な5年データセットからの完全なダークエネルギーの結果は2027年に予想され、調査は2028年まで観測を続け、空の覆いを約20％拡大します。

ダークマター側では、LUX-ZEPLIN（LZ）実験の科学者たち（南ダコタ州のサンフォード地下研究施設にある38の機関からの約250人の研究者によって操作される液体キセノン検出器）が、2023年6月16日に検出された単一の説明のつかない粒子相互作用を報告しました。これは2026年に日本で開催されたTeV粒子天体物理学会議で発表されたもので、アルジャジーラが報告しました。

リック・ゲイツスケルを含む関与した研究者たちは、チームはデータより先に進みたくなく、信号を本物のダークマター検出として扱う前に背景ノイズを除外しなければならないと、同じ報告書によると述べました。

科学者たちはそれを絞り込む計画をどのようにしているのか

NASAのナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は、3つの方法を使用してダークエネルギーを調査するために設計されています：初期宇宙から残されているバリオン音響振動と呼ばれるパターンを追跡すること、宇宙の歴史全体にわたる数千のTypeIa超新星を観測すること、そして弱い重力レンズ作用を測定して物質（ダークマターを含む）がどのように分布しているかをマップすることです。NASAのミッション説明によります。

ESAのユークリッド衛星は平行の目標を追求しています：過去10億年にわたって空の3分の1以上にわたって銀河の分布をマッピングし、宇宙の膨張速度を10％以上の精度で測定し、アインシュタインの一般相対性理論を2％の精度以内でテストすることを目指しており、ESAによります。