研究者らが暗黒物質の特性に関する新たな洞察を明らかに
天体物理学者のチームが先進的なシミュレーションを通じて暗黒物質の潜在的な新特性を特定した。最近の研究で詳述された発見は、暗黒物質が従来考えられていたよりも通常の物質と強く相互作用する可能性を示唆している。これにより、宇宙の構成に対する私たちの理解が再構築される可能性がある。
2025年9月26日に発表された研究で、カリフォルニア大学バークレー校の研究者らが暗黒物質の挙動モデリングにおける画期的な成果を発表した。高解像度のコンピュータシミュレーションを使用して、チームは暗黒物質粒子が自己相互作用する可能性を探求し、宇宙論の最大の謎の一つに対する手がかりを提供した。
この研究は、物理学者のエレナ・バスケス博士が主導し、ハッブル宇宙望遠鏡の観測とチリのベリー・ラージ・テレスコープなどの地上望遠鏡のデータを基にしている。「私たちのシミュレーションは、暗黒物質の自己相互作用断面積が最大1 cm²/gである可能性を示しており、多くのモデルが予測するよりも高い」とバスケス博士は論文の要旨で述べた。この相互作用率が確認されれば、銀河の回転曲線やクラスター内の物質分布の不一致を説明できる可能性がある。
主な発見には、シミュレーションがスーパーコンピュータ上で10,000時間以上実行されたこと、2024年のダークエネルギーサーベイのデータを組み込み、天空の5,000平方度をカバーしたこと、そしてモデルが自己相互作用する暗黒物質が「カスプ・コア問題」を解決できると予測していることが含まれる。この問題では、観測された暗黒物質のハローが中心部で予想よりも密度が低いように見える。
背景は1930年代に遡り、フリッツ・ツビッキーが銀河クラスターのダイナミクスから暗黒物質の存在を最初に推測した。当時から、CERNの大型ハドロン衝突型加速器などの実験が直接検出を試みているが、成功していない。この研究は、Astrophysical Journalに掲載され、重力効果に焦点を当てた間接的なアプローチを提供する。
示唆は重要であり、検証されれば、2023年に打ち上げられたもののデータ分析が2030年代まで続くユークリッド宇宙望遠鏡などの将来のミッションを導く可能性がある。ハーバード大学の宇宙学者を含む批評家は、有望だがモデルが1〜100 GeVの粒子質量に関する仮定に依存していると指摘する。「これはエキサイティングな一歩だが、観測的な確認が必要だ」と専門家は述べた。
この研究は、暗黒物質を定量化する継続的な探求を強調しており、暗黒物質は宇宙の質量・エネルギー含有量の27%を占めると推定され、通常の物質は5%である。ソース資料全体で矛盾はなく、タイムラインと方法論の詳細が一致している。