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素粒子物理 · Cosmological Constant Problem

宇宙定数問題

解明状況：未解明

量子場理論によれば、何もない真空にもエネルギー（真空エネルギー）が満ちているはずで、その値を素朴に計算すると、観測されるダークエネルギーの密度より桁違いに——実に10の120乗倍ほども——大きくなってしまう。理論と観測のこれほど極端な食い違いは「物理学史上最悪の予言」とも呼ばれ、宇宙定数問題と呼ばれる。なぜ真空エネルギーがほぼ完全に打ち消し合い、ごくわずかな正の値だけが残るのか。その仕組みは量子重力や超対称性、人間原理などと絡めて議論されているが、未解明である。

分類
素粒子物理
現在の解明状況
未解明
関連ミッション・観測機器
  • Euclid（ESA）
  • DESI
関連機関
  • CERN
  • ESA
  • NASA

最新の研究動向

現在の解明状況は「未解明」です。 Euclid（ESA）、DESIといった観測・ミッションを通じてデータの蓄積が進められています。 研究は主に CERN・ESA・NASA などの機関が担っています。 ただし確定的な結論には至っておらず、観測精度の向上や新たな理論の検証が続いています。

この問いはまだ解明されていない（acceptedAnswer: null）。 本ページは確定した答えを提示するものではなく、現在の研究状況を構造化して示すものである。

関連エントリ

宇宙の謎宇宙のリチウム問題ビッグバン直後の元素合成（ビッグバン元素合成）の理論は、水素・ヘリウムの存在量を見事に説明し、宇宙論の大きな成功とされる。ところがリチウム7だけは、理論が予言する量より、古い星の観測から求めた量が3分の1ほども少ない。この食い違いがリチウム問題である。観測の見積もり誤差、星の内部でのリチウムの破壊、あるいは初期宇宙における未知の素粒子過程など、いくつもの説明が試みられているが、決定的な解決には至っておらず、標準宇宙モデルに残る数少ない綻びの一つである。宇宙の謎銀河回転曲線問題（MOND対ダークマター）渦巻銀河の外縁部にある星やガスは、目に見える物質の重力から予想されるよりずっと速く回転している。標準的にはこれを、見えないダークマターのハローが及ぼす余分な重力で説明する。一方、修正ニュートン力学（MOND）は、加速度が非常に小さい領域で重力の法則そのものが変わるとして、ダークマターなしに回転曲線を説明しようとする。MOND は個々の銀河の回転を驚くほどよく再現するが、銀河団や宇宙論的スケールでは難点がある。どちらが正しいか、あるいは両者の折衷が必要かは未解明である。宇宙の謎超大質量ブラックホールの急成長ほとんどの銀河の中心には、太陽の数百万から数十億倍もの質量を持つ超大質量ブラックホールが存在する。ところが、宇宙誕生からわずか数億年という初期の時代にも、すでに太陽の10億倍級のブラックホールが見つかっている。通常の物質降着で星質量のブラックホールがそこまで成長するには時間が足りず、これほど短期間でどうやって巨大化したのかは大きな謎である。巨大ガス雲が直接崩壊してできる「重い種」や、暴走的な合体・降着などが提案されているが、確定的な答えはない。