The Puzzle of Dark Energy


By Adam G. Riess /Mario Livio A. G. リース /M. リヴィオ
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The universe is getting bigger every second. Galaxies are flying apart from one another, clusters of galaxies are zooming away from other clusters, and the empty space between everything is growing wider and wider. This much was known since the 1920s, when observations by Edwin Hubble and others revealed that the cosmos is expanding. But more recently, astronomers found that the process is speeding up—the pace of the expansion of the universe is rising, so that galaxies are receding from one another faster now than they were a moment ago.  宇宙は刻一刻と拡大している。銀河間の距離はどんどん開き,銀河団も互いに遠ざかり,あらゆるものの間に残された間隙に空っぽの領域が広がっていく。宇宙が膨張していることをハッブル(Edwin Hubble)らが観測によって確かめた1920年代から,よく知られてきた事実だ。だがその後,宇宙膨張が加速していることがわかった。銀河は一瞬前よりも速度を上げながら互いに遠ざかっているのだ。
This is the startling realization that one of us (Riess), along with collaborators he co-led with Brian Schmidt of Australian National University, came to in 1998 through measurements of distant supernovae explosions. The discovery agreed with findings from another team led by Saul Perlmutter of the University of California, Berkeley, using a similar method published the same year. The conclusion was unavoidable—something was causing the expansion of the universe to pick up speed. But what?  1998年にこの驚くべき事実を発見したのは,オーストラリア国立大学のシュミット(Brian Schmidt)とともに研究チームを率いて遠方の超新星爆発を観測していた著者の1人(リース)だった。この発見は,カリフォルニア大学バークレー校のパールマッター(Saul Perlmutter)が率いるチームが同様の手法で観測し同年に発表した結果と合致した。となれば結論は1つしかない。何かが宇宙の膨張速度を上げている。しかし,いったい何が?
We give the name “dark energy” to whatever is causing the repulsive force that is apparently pulling the universe apart. After studying the situation for nearly two decades, the physical nature of dark energy remains almost as elusive today as it was 18 years ago. In fact, the latest observations only seem to further complicate the picture by showing hints of disagreement with the leading theories.  この宇宙をバラバラに引き裂く斥力を生み出している正体不明の何かを,私たちは「暗黒エネルギー(ダークエネルギー)」と名づけた。その後20年近く研究された現在も,暗黒エネルギーの物理的正体は当時と変わらぬ謎のままだ。それどころか,最新の観測結果は有力な仮説のどれとも一致せず,状況をむしろ複雑にしただけに見える。
We are left with several pressing mysteries: What is dark energy? Why does it seem so much weaker than the most straightforward theories predict (and yet strong enough that we detect it)? What does the nature of dark energy mean for the future of the universe? And finally, do the strange characteristics of dark energy imply that our universe got its properties randomly—that in fact, our universe is just one of a vast multiverse containing untold versions of the cosmos, each with different traits and different strengths of dark energy?  解かねばならない緊急の謎がいくつかある。暗黒エネルギーとは何なのか? 最も正統的な理論が予測するよりも暗黒エネルギーがはるかに小さい(なのに私たちが検出できる程度には大きい)のはなぜなのか? 暗黒エネルギーの性質は宇宙の未来にとってどんな意味を持つのか? そして,暗黒エネルギーの奇妙な特徴は,この宇宙がその特性を偶然に獲得したこと,つまりそれぞれが異なる特性と異なる暗黒エネルギーを持った無数の宇宙が存在し,私たちの宇宙はそのマルチバースのひとつにすぎないことを示唆しているのだろうか?
An all-out assault to identify the nature of dark energy is under way, and prospects are bright for several new observatory projects to make progress soon. Within the next decade we hope to begin to answer these questions and comprehend the nature of cosmic acceleration—or resign ourselves to leaving some mysteries unsolved indefinitely.  暗黒エネルギーの正体を突き止めるべく総力を挙げて研究が進んでおり,いくつかの新たな観測計画も実現に向けて前進する明るい兆しが見えている。今後10年以内に,これらの謎の答えが判明し,宇宙の加速膨張の本質が明らかになり始めることを私たちは期待している。あるいは,一部の謎は永遠に解けないものとして諦めざるを得なくなるのだろうか。