気になる宇宙の将来：ビッグリップもビッグクランチも起こらない！？

【2004年6月3日 Chandra Photo Album / NASA News Release】

NASAのチャンドラX線衛星の銀河団に関するデータを利用することで、宇宙膨張の減速、加速の変遷が数十億年の単位で明らかにされた。これによって、暗黒エネルギーがアインシュタインの提唱した「宇宙定数」と同じ働きをし、宇宙は永久に膨張を続けるというシナリオが示された。

（Abell 2029の画像（可視光、X線による画像を合成したもの）） （銀河団中に捉えられた銀河間ガス（赤く写っている部分）の画像）

（上）銀河団Abell 2029（可視光、X線による画像を合成したもの）、（下）銀河団中に捉えられた銀河間ガス（赤く写っている部分）（提供：（上）可視光画像：National Optical Astronomy Observatory/Kitt Peak, X線画像：NASA/Chandra X-ray Center/IoA、（下）NASA/Chandra X-ray Center）

専門家のグループは、チャンドラX線衛星を使い、10億から80億光年の距離にある銀河団26個について調べ上げた。そのデータから銀河団の中にある熱いガスと暗黒物質の比率が決定され、時間の経過と共に宇宙がどのような変化をしてきたかが示されたのだ。そして、当初減速膨張していた宇宙が、のちの60億年間には加速膨張してきたことがわかった。この年代は、ちょうど宇宙が初期の膨張から次の加速膨張に入る前、暗黒エネルギーによる反発力によって一時的に膨張のスピードを落としていた時期に相当する。

銀河団までの距離を測ることは、加速膨張する宇宙の広がりを直接観測していることになる。今回の観測結果から、暗黒エネルギーは急激な変化を見せることなくほぼ一定を保っており、アインシュタインの提唱した「宇宙定数」のような役割をしていることが示されたのだ。今回の結果が真に正しいものならば、宇宙は永久に膨張を続けていくこととなり、数十億年後この宇宙で観測できるものは、ほんの数個の銀河をのぞいては、何も見えなくなるという。

われわれの興味をひく宇宙の将来についてのシナリオは、現在二つある。一つは、暗黒エネルギーが増加の一途をたどり、いずれ宇宙のすべての物理構造がひきちぎられ、ばらばらとなるというものだ。これは「ビッグリップ」と呼ばれるシナリオである。もう一つの「ビッグクランチ」のシナリオでは、宇宙は自身の重力によって収縮し、すべての物質と時空がつぶれて、無次元の特異点に収束してしまう。しかし、今回の研究結果が示すように暗黒エネルギーが一定であれば、宇宙の将来は、意外にも、劇的な変化は起こらずに静的なものになるということだ。

NASAのマイクロ波観測衛星WMAPと今回のチャンドラX線衛星によるデータを合わせた結果によれば、暗黒エネルギーの量は75%、暗黒物質は21%で、残る4%が、われわれの目に見える物だという。専門家は、現時点での計測結果については、まだ不確実性が残っている可能性があることを強調している。また、チャンドラX線衛星のデータからは、今後暗黒エネルギーが増加する可能性もあり得るということだ。今後のハッブル宇宙望遠鏡やマイクロ波観測衛星WMAP、さらにはConstellation-X計画などによる、より正確な観測が望まれる。一体、われわれの宇宙の将来はどうなるのか、続く観測や研究結果を待ちたいところだ。

なお、リリース元では、暗黒エネルギーの影響に関する動画も公開されている。