【快挙】日本の3D銀河マップがアインシュタイン方程式の正しさを示した！

一般相対性理論で有名なアインシュタインですが、彼は晩年、自分の作り出した重力場の方程式には致命的なミスがあった、と嘆いていました。「人生最大の失敗」とさえ言っていたと言います。

しかし、2016年の5月、東大やKavli IPMUといった日本の研究者たちは、「実はアインシュタインは正しかった！」と言いました。

彼らは、ハワイにあるすばる望遠鏡の観測データをもとに、130億光年のかなたまでの宇宙の姿を描いた3D銀河マップを作り出しました。

その3D銀河マップによれば、アインシュタインが編み出した重力場の方程式が正しい可能性を強く示している、というのです。どのように正しかったのか、日本人率いるの研究者グループはどのようにそれを証明したのかを見ていきましょう。

アインシュタインの方程式って？

アインシュタインが作り出した問題の重力場の方程式はそのものズバリ「アインシュタイン方程式」と呼ばれています。

これは、式の左側には時空間のゆがみを表すものが書かれ、右には空間の中に存在する物の重さやエネルギーの大きさが書かれ、それらが「＝」で結ばれているものです。

つまり、「時空間のゆがみがその中にある物の重さやエネルギーによって引き起こされる」というのが、アインシュタインが発見したことでした。

もっといえば、「物の重さが引き起こす重力というのは時空間のゆがみなのだ」というのがアインシュタイン方程式の主張です。

アインシュタインはこの方程式の右側、つまり物の重さやエネルギーの大きさがかかれているところに、ある決まった定数を付け加えます。

これは宇宙定数、もしくは宇宙項とよばれ、この定数がなければ、宇宙はやがて、その中に存在する物やエネルギーが作り出す重力によって、小さく縮んでつぶれてしまうという結果が出てしまうからです。

いつか宇宙がつぶれてしまうということを信じられなかったアインシュタインは、そうならないようにバランスを取ろうと、物やエネルギーを減らすようにマイナスの宇宙項をいれました。

宇宙は最終的には縮みもせず広がりもせずある大きさで存在し続けるというモデルをつくりだしたのです。

宇宙はそのまま？それとも広がっていくの？

宇宙観測の技術があがるにつれ、「宇宙が最終的にどうなるのか」「アインシュタインが言ったようにある大きさでずっと存在し続けるのか」と研究者たちは気になりました。

1926年、ハッブルという研究者が観測結果から「宇宙が現在進行形でふくらんでいっている」ことを発見します。この発見を受けて、アインシュタインは宇宙項の導入を「人生最大のミス」と言ったのです。

しかしその後、観測技術の向上などから、1998年には宇宙の膨らむスピードがどんどん速くなっていくことが証明されました。これはとても驚くべきことです。そもそも、スピードアップのエネルギーは一体どこから来ているのでしょう。

研究者たちは頭を悩ませます。一体何がおきているのでしょうか。アインシュタイン方程式は宇宙項だけでなくそもそも間違っているのでしょうか。たくさんの研究がこれまでになされました。

日本グループがついに決着へ！？

アインシュタインの宇宙項をめぐってたくさんの研究がなされてきましたが、ほとんどのものは100億光年よりちかい宇宙でした。

そこで、2016年の5月に、Kavli IPMUの奥村特任研究員をはじめとする、すばる望遠鏡の日本人グループは「もっと遠い場所ではどのように膨らんでいるのか」ということに着目したのです。

すばる望遠鏡のデータを用いて、130億光年という遠い宇宙の様子を調べました。130億光年というのは光の速さで旅をしても130億年かかるほど遠い場所です。

つまり、すばる望遠鏡が受け取った光は130億年前のもの。遠くの宇宙を見ることは過去の宇宙の姿を見ることです。

日本人率いる研究者グループは、130億光年ほど遠い銀河をなんと3000個も調べて、3D銀河マップをつくり、重力によってその位置関係がどのように変化してきたかを再現しました。

そして、なんと見事に宇宙項も含めたアインシュタイン方程式から導きだされる予測と一致したのです。

もちろん、アインシュタインが宇宙項を入れた当初の目的とは違います。しかし、この宇宙項こそが、宇宙の膨らむスピードがあがっている理由になる、ということがわかったのです。

研究というのは難しく、もちろんこの結果だけから、アインシュタイン方程式は絶対に正しい、と言い切ることはできません。今後も確認のための研究が必要です。しかし、この結果はアインシュタインが正しい可能性を強く示すものでした。

ちなみに、今回の研究プロジェクトでつくられた3D銀河マップの映像はこちらです。

今回の日本人の快挙を受けて海外ではどのような反応が起きているでしょうか。長い間、論争の的であったことだけあり、そのインパクトは大きなものです。

海外の驚きの声を紹介しましょう。今回の発見への賞賛とともに、作られた3D銀河マップへの感嘆の声も多くきかれます。

今回の発見は日本のみならず、海外でも大きなニュースとなりました。むしろ日本のページよりも海外発のニュースページの方が目についたぐらいです。

昨年の東大宇宙線研究所の梶田氏によるノーベル賞といい、今回の結果といい、物理、宇宙科学分野での日本人の活躍は目覚ましいものです。いつまでの世界をリードしていけるよう、科学大国日本がずっと続くといいですね。

（参考）https://astronomynow.com/2016/05/11/deepest-3-d-galaxy-map-
suggests-einsteins-theory-stands-true/
http://www.universetoday.com/128856/japanese-3d-galaxy-map-confirms-
einstein-one-smart-dude/

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