Point
■現在の宇宙の大きな謎の1つが、銀河を形成するような大質量ブラックホールが初期宇宙では誕生できなかったという問題だ
■ブラックホールの形成については、時間ごとに蓄積可能な質量に限界があり、その理論に従うと現在の宇宙は作れないという矛盾がある
■これに対して、初期宇宙では暗黒物質から成るダークスターが数多く存在しており、それが大質量ブラックホールになったという説が提唱されている
暗き星、ダークスター。
これは闇属性の魔法の名前とかではなく、初期宇宙に存在したと予想されているダークマターを燃料に燃える恒星を指しています。
現在の宇宙が形成されるためには、現状の理論では非常に多くの時間が掛かると考えられています。特に銀河を形成する大質量ブラックホールを作るには、現状の理論では時間が足りないと言われています。
この謎について、初期宇宙でダークスターが大きな役割を果たしたという説が提唱されています。
2021年打ち上げ予定のNASAの新型宇宙望遠鏡『ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡』は、そんなダークスターを発見できる可能性があるのです。
予想がなければ観測で何かを見つけ出すことはできません。
宇宙形成の鍵を握るダークスターとは一体なんなのか？ この研究の第一人者であるミシガン大学、キャサリン・フリーズ博士の提唱する説を見ていきましょう。
この研究に関する基本的な議論は、2016年にIOPscienceに掲載されたフリーズ博士の論文に基づいています。
Dark stars: a review
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/79/6/066902
大質量ブラックホールの謎
宇宙はビックバンによって生まれました。初期の宇宙には、元素は水素しかありませんでした。
一体そこから、どうやって今のような星々の輝く宇宙ができたのでしょう？
その秘密が重力にあります。
物質の作る僅かな密度の差が、重力を生み出し、均一に広がっているだけのように見えた水素たちを吸い寄せ、やがてそれは核融合を発生させてより重い元素を生成する原動力になりました。
全て恒星は、こうした核融合で発生した外へ向かうエネルギーと、内側へと潰れていく重力のバランスによって成り立っています。
しかし、恒星は最終的に核融合の力で重力崩壊を止めることができなくなり爆発して死を迎えます。その後、星は中性子星またはブラックホールに成るのです。
ただ、銀河を形成するような大質量ブラックホールは理論上、初期の宇宙では誕生することができませんでした。星が質量を増加させる速度には限界があり、おそらく宇宙誕生から10億年の間は、巨大ブラックホールを形成できるほどの大質量星は生まれなかったのです。
現在宇宙の年齢は138億年程度と考えられていますが、このペースではとても巨大な銀河がいくつも渦巻く現在のような宇宙を作り上げることはできなかっただろうと考えられています。
この矛盾した問題を、どのように解決したら良いのでしょう？ その答えが謎に満ちた暗黒物質にあるのです。
