銀河を数えることにより、特殊相対性理論を実践する

NASA / ESAハッブル宇宙望遠鏡によってキャプチャされた2003年9月から2004年1月の写真の合成から作成されたこの画像は、宇宙の最も深い可視光画像で10,000近くの銀河を示し、数十億光年を横切っています。 クレジット:NASA、ESA、S。Beckwith(STScI)、HUDFチーム

宇宙を研究する科学者は、「凡庸性原理」として知られるお気に入りの哲学を持っています。これは、本質的に、地球、太陽、または天の川銀河について、他の宇宙と比較して特別なことは何もないことを示唆しています。

さて、CUボルダーからの新しい研究は、平凡さのケースにさらに別の証拠を追加します:銀河は、平均して、初期の宇宙に関して静止しています。 コロラド大学ボルダー校の天体物理学教授であるジェレミー・ダーリンは、最近、この新しい宇宙論的発見を アストロフィジカルジャーナルレター

「この研究が私たちに伝えているのは、私たちには面白い動きがあるということですが、その面白い動きは私たちが宇宙について知っているすべてのものと一致しています。ここで特別なことは何も起こっていません」とダーリンは言いました。 「私たちは銀河としてもオブザーバーとしても特別ではありません。」

およそ35年前、研究者たちは宇宙マイクロ波背景放射を発見しました。これはビッグバンの間に宇宙の形成から残された電磁放射です。 宇宙マイクロ波背景放射は、私たちの動きの方向では暖かく、私たちの動きの方向から離れると涼しく見えます。

初期の宇宙のこの輝きから、科学者は太陽とその周りを周回している地球が特定の方向に特定の速度で動いていると推測することができます。 研究者は、私たちの推定速度が光速の何パーセントかであることに気づきました。小さいですが、ゼロではありません。

科学者は、地球から見える銀河を数えるか、それらの明るさを合計することによって、この推論を独立してテストすることができます。 彼らは主に、速度が時間と空間にどのように影響するかを説明する、アルバートアインシュタインの1905年の特殊相対性理論のおかげでこれを行うことができます。 このアプリケーションでは、地球上の人が一方向(太陽と地球が動いているのと同じ方向)で宇宙を見渡すと、より明るく、より青く、より集中した銀河を見るはずです。 同様に、反対方向を見ると、人はより暗く、より赤く、より離れた銀河を見るはずです。

しかし、研究者が近年銀河を数えようとしたとき(正確に行うのは難しいプロセス)、彼らは太陽が以前考えられていたよりもはるかに速く動いていることを示唆する数値を思いつきました。これは標準的な宇宙論とは相容れません。

「空全体の銀河を数えるのは難しい。通常、半球以下で立ち往生している」とダーリン氏は語った。 「それに加えて、私たち自身の銀河が邪魔になります。それはあなたがより少ない銀河を見つける原因となる塵を持っており、あなたが私たちの銀河に近づくにつれてそれらを薄暗く見せます。」

ダーリンはこの宇宙論的なパズルに興味をそそられ、当惑したので、彼は自分で調査することにしました。 彼はまた、銀河カウントの精度を向上させるのに役立つ最近リリースされた2つの調査があることを知っていました。そして、速度の謎に光を当てました。1つはニューメキシコの超大型干渉電波望遠鏡(VLASS)と呼ばれ、もう1つはオーストラリアのラピッドと呼ばれましたオーストラリアのスクエアキロメートルアレイパスファインダー連続体調査(RACS)。

一緒に、これらの調査はダーリンが北半球と南半球からの眺めを一緒にパッチすることによって空全体を研究することを可能にしました。 重要なことに、新しい調査では電波も使用されていたため、天の川のほこりを「見る」ことが容易になり、宇宙の視界が改善されました。

ダーリンが調査を分析したとき、彼は銀河の数とそれらの明るさが宇宙マイクロ波背景放射から研究者が以前に推測した速度と完全に一致していることを発見しました。

「私たちは明るい方向と暗い方向を見つけます。銀河が多い方向と少ない方向を見つけます」と彼は言いました。 「大きな違いは、宇宙マイクロ波背景放射からの初期の宇宙と一致し、適切な速度を持っていることです。私たちの宇宙論は問題ありません。」

ダーリンの調査結果は過去の結果とは異なるため、彼の論文は、彼の結果を確認または論争するためのさまざまな追跡調査を促す可能性があります。

しかし、宇宙論の分野を前進させることに加えて、調査結果はアインシュタインの特殊相対性理論の良い実例であり、有名な物理学者が最初に提案してから100年以上経った今でも、研究者が理論を実践していることを示しています。 。

「アインシュタインがずっと前に私たちに言ったこの基本原則があなたが見ることができるものであるという考えが大好きです」とダーリンは言いました。 「それは非常に奇妙に思える本当に難解なことですが、外に出て銀河を数えると、このきちんとした効果を見ることができます。あなたが思うほど難解でも奇妙でもありません。」


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詳しくは:
ジェレミー・ダーリン、宇宙は私たちの動きの方向に明るくなっています:銀河の数とフラックスはCMB双極子と一致しています、 アストロフィジカルジャーナルレター (2022)。 DOI:10.3847 / 2041-8213 / ac6f08

コロラド大学ボルダー校提供

引用:https://phys.org/news/2022-06-theory-special-relativity-galaxies.htmlから2022年6月4日に取得された銀河(2022年6月3日)を数えることにより、特殊相対性理論を実践する

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