"宇宙を形作る見えない物質の探求：チャンダ・プレスコッド＝ワインスタインの発見の旅【TEDトーク】"
チャンダ・プレスコッド＝ワインスタイン氏は、宇宙における見えない物質の存在について研究しています。私たちが知覚できる物質だけでなく、宇宙の全体像を説明するためには、見えない物質が存在する必要があります。彼女はこの見えない物質をダークマターと呼び、その性質や存在を解明するための研究に取り組んでいます。
ダークマターは、私たちが通常の方法では観測できないため、その存在を証明することが困難です。しかし、チャンダ・プレスコッド＝ワインスタイン氏は、天体観測や宇宙の構造を調査することによって、ダークマターの存在を間接的に示唆する証拠を見つけました。
彼女の研究は、ダークマターの分布や相互作用に関する新たな知見を提供し、宇宙の形成と進化における重要な鍵を握っている可能性があります。ダークマターの性質を理解することで、宇宙の謎や未解決の問いに対する解答を見つける一歩となるかもしれません。
チャンダ・プレスコッド＝ワインスタイン氏の研究は、私たちの宇宙観を変革する可能性を秘めています。彼女の発見の旅は、宇宙の大きな謎に挑戦し、その解明に向けた新たな道を切り拓く試みです。
私たちは、チャンダ・プレスコッド＝ワインスタイン氏の研究を通じて、宇宙の本質に迫り、私たちの知識や理解を深めることができます。彼女の研究成果は科学界だけでなく、私たちの日常生活や未来にも重要な影響を与える可能性があります。
ダークマターの解明は、宇宙の進化や宇宙構造の理解に大きな意味を持ちます。私たちが宇宙を見渡すと、ダークマターが存在することによって形成された銀河や星々が輝いているのです。ダークマターの存在は、宇宙の大規模な構造や銀河団の形成、宇宙の膨張の理解に欠かせない要素です。
さらに、ダークマターの研究は、私たちの技術や産業への応用にも大きな影響を与える可能性があります。ダークマターの性質や相互作用の解明は、新たなエネルギー源や素粒子の研究、さらなる科学的発展への道を切り拓くことができるかもしれません。
チャンダ・プレスコッド＝ワインスタイン氏のトークは、私たちに宇宙の不思議さや複雑さを再認識させるものです。私たちは、目に見えない物質の存在や宇宙の神秘を深く理解するために、科学への興味と関心を持ち続けることが重要です。
彼女の研究と発見の旅は、私たちにとって大いなる知識の扉を開くものです。宇宙の真実に近づくためには、彼女の研究を支援し、科学の進歩に貢献することが求められます。
ＳＥＯキーワード: 宇宙、ダークマター、宇宙の形成、宇宙の進化、科学研究、科学の進歩
宇宙を形作る目に見えない物質の探求 私たちが夜空を見ると、 星や銀河、塵で満たされた広大な宇宙、 発光現象に満ちた宇宙 が見えます。
したがって、誰もがカール・セーガンの有名なセリフ 「私たちはスターの材料でできている」を聞いたことがあるでしょう。 そしてそれは本当です、私たちもそうです。 そのため、重要なのは目に見えるもの、つまり私たち、木々、星である と信じやすくなります。 なぜなら、目に見えるものすべてとつながっていると感じることができるからです。
今日、宇宙で目に見えるすべてのものは、 素粒子として知られる 基本的な構成要素のセットから構成されていることがわかっています。 私たちはこの信じられないほどエレガントな図を 素粒子物理学の標準モデルと呼び、 数学的に非常に詳細に理解しています。
標準モデルを理解することは大きな成果です。 しかし、それがそこにあるものについてほとんど記述していないことを私たちは今確信しています。 私たちの宇宙に満ちているもののほとんどは、 私たちにはまったく見えないことがわかりました。 言い換えれば、目に見える物質、 つまり私たちや星々を構成する物質、 光を放射する物質は、 普通のものではないということです。 そして私たち、発光物質は、 宇宙の変人です。
では、どうやって知ることができるのでしょうか？ さて、 スーツの中に隠れているこの目に見えないノンバイナリーの人について考えてみましょう。 人を正確に見ることはできません が、スーツに記入されているため、人がそこにいることがわかります。 つまり、目に見えないエンビーの存在が、 スーツが時空の中でどのようにぶら下がっているかを支配しているのです。 したがって、目に見える物質でも同様の効果が見られます。 星や銀河は、それ以上の何か、私たちにはまったく目に見えないものの存在によって 影響を受けていることがわかります 。
したがって、私たちは今、宇宙が 肉眼で見るよりも奇妙で幻想的であることを知っています。
では、宇宙はどのようにしてこのようになったのでしょうか、 そして内部には正確に何があるのでしょうか?
つまり、私は素粒子宇宙論を専門とする 理論物理学者です。 そして、数学を使って時空の起源と進化、 そしてその中にあるあらゆるものを研究する のが私の仕事です。 私は非常に小さな素粒子と 非常に大きな銀河や銀河団を結びつけ、 私は宇宙のグリオットです。 私は、まさに私たちの宇宙の起源の物語かもしれない 創造的な数学的物語を展開しています。
現在は理論物理学者として、数学をしたり、ほとんど目に見えない宇宙を説明する さまざまなアイデアを考え出すのが 大好きです。 しかし、実際の データに対しても責任を持つことが重要です。
したがって、 これらの大きな宇宙論的問題に対処するための、数学の次に私が 2 番目に気に入っているツールは 、私たちが知っている最大の実験室、 つまり宇宙そのものです。 可視光から 高エネルギー X 線やガンマ線光子までの機能を備えた天文台 は、目に見えないものについて時空で何が起こっているのかを 洞察するための最良の方法の 1 つです。
ここで見ているのは、今後 2 年間で最初の光を見ようとしている エキサイティングな新しい施設 、ベラ C. ルービン天文台です。 これは、このほとんど目に見えない宇宙の見方を変える 新世代の望遠鏡の代表的な例です。
現在、衛星の群れがこのような地上施設からの画像を脅かしている 場合もあります。 しかし、ベラ・C・ルービン天文台は、目に見えないものがどこにあり、何をしているのか を理解するのに役立ち、 それが正確に何であるかを判断するのに役立ちます。
宇宙の会計に関して、 私たちがこれまでに知っていることは次のとおりです。 私たちは時空が曲がり、拡大していく 壮大な宇宙のドラマの真っ只中にいます。 そして、その湾曲と拡大の歴史と未来は、 内部にあるものによって決まります。 そのほとんどは私たちのように目に見えないものですが、 それはわずか約 5 パーセントです。
宇宙に含まれるエネルギー物質の大部分は ダークエネルギーと呼ばれるものです。 したがって、空の空間にはエネルギーが関連付けられているように見えます。 そしてそれは時空の拡大にますます影響を及ぼしています。
暗黒エネルギーに次いで 2 番目に大きな成分は、暗黒物質と呼ばれるものです。 ここで、暗黒物質に関するファンキーな点を説明します。 暗黒エネルギーとは異なり、 目に見える物質とまったく同じように重力を持ちます。 しかし、他のすべての点で私たちとはまったく異なります。 ですから、あなたはこう思うかもしれません。 「なるほど、暗黒物質だ。 明らかにそれに関連した色があるのだ。」 私のズボンのように暗いです。 右？ しかし、暗黒物質について最初に知っておくべきことは、暗黒物質 には色がなく、 少なくとも最初の近似では、 光が暗黒物質をまっすぐに通過するように見えるため、私たちには見ることができないということです。 それは目に見えず、おそらく透明で、おそらく透明です。 だから手を出したら そして、暗黒物質の塊を手に持つことの重さを考えてみてください。 それがどのように感じるかです が、あなたの手はまったく同じように見えるでしょう。
現在、 宇宙に存在する通常の重力物質の 80% は 暗黒物質であると考えられています。 暗黒物質は銀河の周縁部で優勢であり、 銀河の縁の星の運動に影響を与えます。 実際、この効果は、ベラ・C・ルービンとケント・フォードが暗黒物質の存在に関する最初の実質的な証拠を発見した 方法です。
ここで見ているのは、 私たちの銀河である天の川をアーティストが描いたもので、 ここでは青いガスで表されている 暗黒物質の光輪に包まれています。 私たちは、すべての銀河、 またはほとんどすべての銀河が 暗黒物質のハローの中に住んでいると信じています。 そして私たちは、彼らは一人ではないと考えています。 天の川銀河自体は、 その軌道上に重力で束縛された約 60 個の衛星銀河を持っています。 大マゼラン雲や小マゼラン雲 などは、夜空を観察しているときに見たことがある、 または聞いたことがあるかもしれません。 これらの衛星はそれぞれ、 独自の暗黒物質サブハローの中に住んでいます。 つまり、彼らのスーツに着ている目に見えないエンビーのように、 暗黒物質の存在は 銀河が時空全体にどのように分布するかに影響を与えているのです。
したがって、暗黒物質がどこにあるのかをリバースエンジニアリングすることもできます。 ここでは青みがかった紫で表されています。 銀河団の画像がどのように歪んでいるかを見ることができ、それ によって暗黒物質がどのように時空を歪めているかが わかります。
つまり、暗黒物質がどのくらい存在するのか、 そして暗黒物質がどのように分布しているのかについてもある程度わかっていますが、暗黒物質 はどのような粒子なのでしょうか? したがって、私たちが知っているのは、 それが標準モデルの物理学を超えているということだけです。 それは、私たちがこれまでに見たことや何らかの接触をしたことの ある粒子とは似ていません。 そうですね、これは潜在的に恐ろしい、 手に負えない問題のように思えます。 なぜなら、私たちは目に見えないもの、 触れられないものについて話しているからです。 「OK、彼らは何年もそれについてあまりアイデアを持っていませんでした。 それは本当に難しそうに見えるからです。」と思う かもしれません。 右？ ここでベン図を完成させて、すべてのベン図を終了します。
[暗黒物質の理論] だから、これより良い理論が見つからないことに、皆さんは 100 ドル賭けます。 少なくとも私によれば。
そこで、ティム・テイトは、 暗黒物質問題を説明するために物理学者が長年にわたって考えてきた 仮説の一部と 、これらの考えがどのように相互に重なるかを視覚化するのに役立つこの図を作成しました。 ご覧のとおり、ここではたくさんのことが起こっていますよね? そして願わくば、これは銀河や銀河団に関する 単なる天体物理学の問題ではなく、 素粒子物理学の問題でもあること がますます明らかになりつつあります。 最大のスケールで何が起こっているのかを理解するには、 新しい粒子やおそらく原始ブラックホールのような、 非常に小さなものを理解する必要があります 。
それで、しばらくこれを見て、 皆さんが本当に考えていることはわかります、 「チャンダのお気に入りのダークマター候補は何ですか?」 右？これがあなたが知りたかったことですか？ それで、このサスペンスを終わりにします... 私のお気に入りの候補者はアクシオンと呼ばれるものです。 これが仮想粒子です。 そして、アクシオンについて最初に伝えたいのは、 それはほとんどハイグレットと呼ばれていたということです...
そして、誰が「アクシオン」を選んだとしても、それは完全に吹き飛ばされました、OK? それについてはかなりがっかりしています。 しかし、アクシオンはツーファーであるため、説得力のある粒子です。それは、 クォーク物理学の領域における 理論と実験の間の対立という 、私たちがすでに抱えていた問題に対処するものです。
「わかりました」とあなたは言います。「でも、どうやってそれを視覚化できるでしょうか?」
話のこの時点では、あなたはもっとよく知っているはずですよね？ なぜなら、一次近似では、暗黒物質は目に見えないからです。
でも、あなたが本当にビジュアルを望んでいることはわかっています ので、私はあなたにビジュアルを提供します。 これは、私の日常の仕事の中でどのように見えるかです。
宇宙は素晴らしく奇妙で幻想的な場所であり、 だからこそ人類は種として常に宇宙を研究したいと考えてきました。 だからこそ、私たちはそれを理解しようとするのがとても楽しいのです。
では、アクシオンやその他の暗黒物質の粒子 をどうやって探すのでしょうか? コライダーのような伝統的な粒子物理学のアプローチを使用する必要があると思われるかもしれません 。そこでは、粒子を衝突させて 何が出るかを確認します。 しかし、天体物理学的信号には何か意味があるのです。 電磁スペクトル全体にわたる望遠鏡、 たとえば NASA の施設として提案されている STROBE-X X 線宇宙望遠鏡は、 暗黒物質が正確に何であるかを特定するのに役立つ可能性があります。
しかし、望遠鏡は非常に大きなものを見ます。 非常に大きなものを使って、これほど小さなものを理解するにはどうすればよいでしょうか? そうですね、アクシオンの場合、 その量子分類に注意を払うと役立ちます。 したがって、すべての粒子は、フェルミ粒子とボソンという 2 つの量子カテゴリのいずれかに分類されます 。 したがって、フェルミオンは、たとえ物事が寒くなったとしても、 互いに距離を保つことを好みます。 彼らは反社会的だ。 そういうことです。 一方、ボソン族は 臨界温度を下回ると、 サッカー場にいる5歳児のような状態になる ため、フォーメーションという概念がなく、 ただ団結するだけです。 したがって、技術的な用語で言えば、 私たちはこれをボース・アインシュタイン凝縮の形成と呼びます。 ここではすべての粒子が集まり、1 つの超粒子のように機能します。 非常に重要なことですが、アクシオンはボソンです。 そのため、私がアクシオンを扱うのが好きな理由が理解できたと思います。 私はアクシオン ボース アインシュタイン凝縮のアイデアに完全に夢中になっています。
したがって、通常、私たちは原子を使用して 研究室でこれらの量子状態を作成することについて話します が、今では、 暗黒物質から作られる 、おそらく銀河規模の新しいボース・アインシュタイン凝縮体の可能性について話しています。
ここでご覧いただいているのは、 私が率いるチームによって開発されたシミュレーションです。 それは中心質量を周回するアクシオン凝縮体です。 つまり、それは主銀河を周回するサブハローのようなものです。 もしかしたら、天の川を周回する大マゼラン雲かもしれません。 ご覧のとおり、宇宙の年齢が経つにつれて、 サブハローは引き裂かれ始めます。 私のチームの研究が示しているのは、 アクシオンでこれが起こる方法が他の暗黒物質候補の 場合 とは異なるということです。 この特殊な凝縮状態。
ここで、複数の種類の暗黒物質候補が存在する 可能性を想像してください。 おそらく、複数の種類の暗黒物質粒子が存在するのでしょうか? この絵がどれだけ豊かになるか。 一つしか存在できないという宇宙の法則はありません。 それで最終的には、
私は、宇宙が私たちに、私たちが知っていると思っていたことを再評価するよう強制すると予想しています。
私たちが銀河系の関係としての 土地と空、 そして先住民の管理人としての土地と空を尊重するとき、私たちは お互いに良好な関係を築くための新しい方法を 想像することが可能になります。
だからこそ、私は黒人クィアの人間として、 夜空を研究し、時には自由を夢見てきた 先祖たちの足跡をたどることをとても誇りに思っています 。 ハリエット・タブマンのような天文学者は、 最近打ち上げられたジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の 名前を変更すべきである。
私は、同施設が暗黒物質について私たちに何を教えてくれるかという コミュニティ全体の多大な興奮を共有しながらも 、JWST の名を冠した施設の指導の下で 迫害された同性愛者の NASA 職員たちに敬意を表します。 そして、私は、若くて恐怖に怯えていた大学院生だった私に最初に 「暗黒物質問題をどのように解決すべきだと思いますか?」と 最初に尋ねた天文学者 、ベラ・C・ルービンの記憶に敬意を表します。
私たちは暗黒物質の研究を行うのに素晴らしい時代に生きています。 今後 10 年間、 地上と空にあるこれらの新しい望遠鏡のおかげで、 私たちは宇宙を驚くべき精度と鮮明さで観察できるようになります。 おそらくいくつかの答えは得られるでしょう が、新たな質問もたくさん出てくるでしょう。 そして私のチームは？ 準備は整います。
そこで暗黒物質の探索が始まった。 あなたのお気に入りの候補者は何ですか?
アクシオンでない場合は、それを修正した方がよいでしょう。
