暗黒エネルギーは時間とともに変化し標準的な宇宙論モデルは崩壊する可能性がある
暗黒エネルギーは時間とともに変化し標準的な宇宙論モデルは崩壊する可能性がある / Credit:Canva
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暗黒エネルギーは時間とともに変化し標準的な宇宙論モデルは崩壊する可能性がある (2/3)

2025.04.04 18:00:48 Friday

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暗黒エネルギーを総当たり 仮想空間で発見された“坂道”の正体

暗黒エネルギーは時間とともに変化し標準的な宇宙論モデルは崩壊する可能性がある
暗黒エネルギーは時間とともに変化し標準的な宇宙論モデルは崩壊する可能性がある / Credit:Canva

暗黒エネルギーが実際に時間変化するかどうかを確かめようとしても、実験室でビーカーを使って測定するわけにはいきません。

そこで研究者たちが行ったのは、理論計算と数値シミュレーションによる“仮想実験”です。

具体的には、弦理論や超重力理論で扱われる複数のスカラー場、さらに「フラックス(場の巻きつき方を定量化する量)」などを組み合わせ、あらゆるパラメータを変化させながら「暗黒エネルギーがどう振る舞うか」を総当たりでチェックするという手法を取りました。

この作業は、いわゆる“ノーゴー定理”や“Swampland条件”という数理ツールを駆使し、「本当に安定したdS(デ・ジッター)真空を弦理論の枠内で作れるのか?」「暗黒エネルギーがわずかに勾配をもった状態のほうが、理にかなうのではないか?」といった疑問に光を当てる試みでもあります。

さらに高次元でのコンパクト化を考えたり、複数のスカラー場が相互作用したりするケースまで網羅的に調べた結果、暗黒エネルギーが完全なる定数として安定するのは極めて特殊な条件が必要で、むしろ少し傾いた方が矛盾が起きにくい可能性が浮上しました。

また、その微妙な“傾き”は宇宙の膨張速度や構造形成に時間とともにじわじわ影響しうる、という示唆も得られています。

特に、「強いエネルギー条件(SEC)」や「Nullエネルギー条件(NEC)」と呼ばれる相対論由来の制約をどう扱うかが研究の焦点になりました。

これらの制約は通常、重力理論に厳しい縛りをかけますが、パラメータの調整や一部条件の緩和を試みると、メタ安定なdS真空が作れない場合や、不安定化する場合が次々と明らかになったのです。

一方で、暗黒エネルギーを“少しだけ傾斜した状態”に置くと、理論と噛み合い、パラメータの不自然な微調整も減らせるという結果が示されました。

この一連の研究成果は、「時間変化する暗黒エネルギー」シナリオが単なる思いつきではなく、実際に理論的な裏付けを持つものへと進化しつつある事実を示唆します。

もし近い将来、CMBの超高精度観測や大規模な遠方銀河サーベイなどで“わずかな傾斜”の痕跡が見つかるなら、私たちが当然視していたΛCDMモデルに置き換わる新たな宇宙像が一気に現実味を帯びるかもしれません。

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