宇宙の巨大構造が示す、私たちが思っていた宇宙とは異なる事実

 404 Media に購読して、今週の最も刺激的で驚くべき科学ニュースと研究をまとめたニュースレター『The Abstract』を受け取りましょう。 ![image](https://storage.ghost.io/c/0f/76/0f76b548-bc58-4f25-abc3-3f5ebca07da4/content/images/2026/06/image1-1.png)科学者たちは、宇宙を繋ぐ巨大構造が以前予測されていたよりもはるかに大きく、数十億光年にわたって存在しているという新たな証拠を発見しました。これは水曜日に『Nature』誌に掲載された研究によると、宇宙論の核心的な原則に挑戦し、新しい物理学の可能性を示唆する発見です。 宇宙を理解するためのよく裏付けられた枠組みである宇宙論の標準モデル（ラムダ・コールド・ダークマター (ΛCDM) モデルとしても知られる）は、空間の大規模構造がすべての領域で同じように見える（均質性）と、すべての方向で同じように見える（等方性）ことを予測しています。数千光年や数百万光年のような小規模なスケールでは物質の分布に変動がありますが、これらの違いは宇宙の網目状構造（ダークマター、ガス、銀河からなる大規模構造のネットワークであり、宇宙全体に広がっている）のスケールでは滑らかに均一なパターンへと統合されるはずです。 しかし近年、新しい観測データは、銀河が「好ましい方向」にクラスター形成し、広大な距離にわたってさえ均一ではない「異方性」として知られる明確な構造を形成している可能性を示唆し始めています。現在、2 人の物理学者が、これらの明確な方向とパターンがギガパーセク（32.6 億光年に相当する単位）のスケールに至るまで持続することを発見しました。彼らの新しい研究によると、これは「現代宇宙論における転換の必要性」を示している可能性があります。 「実在の宇宙で観測された構造は、標準的な宇宙論モデルに基づいた最先端シミュレーションで形成されるものよりも、はるかに大きく、より永続的です」と、イタリア・ローマのエネリコ・フェルミ研究センターのフランチェスコ・シロス・ラビーニ氏と、ニュージーランド・クライストチャーチのカンタベリー大学のマルコ・ガロッポ氏は、404 Media とのメール交換で述べています。 「私たちの分析における重要な進展は、この違いを定量化できる点にあります」と彼らは続けています。「観測された構造の空間的範囲と整合性を測定し、それを理論的な予測と比較した結果、その不一致が統計的に非常に有意であることがわかりました。つまり、実在の宇宙における最大の構造は、銀河形成の標準モデルで予想されるものよりも大幅に大きいようです。 既存のモデルによると、宇宙の網状構造は初期の宇宙における小さな密度揺らぎから生まれ、徐々に暗黒物質によって形成された大規模なフィラメントとノードへと発展し、これらが重力によってガスや銀河、その他の形態の物質を引き寄せています。 昨年、アリゾナ州を拠点とする主要な天文観測プロジェクトである Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) は、宇宙論に革命をもたらした最大の高分解能 3D マップを発表し、科学者たちがこれらの理論を観測データと照らし合わせて検証することを可能にしました。 Labini と Galoppo は、統計ツールを用いて DESI の発表データを分析しました。その中には、DESI データセット内の大規模な異方性を検出・特徴づけるのに特に有効な「Angular Distribution of Pairwise Distances (ADPD)」も含まれています。 Galoppo は続報の電話会議で、「このアイデアは、等方性が非常に大きなスケールにまで達しているという考えが、現在ではデータによって支持されているかどうかを本当に検証しようとするものだった」と述べています。「5 年や 10 年前であれば、ギガパーセク規模での検証に必要なデータを私たちはまだ持っていなかったのです。しかし今、その機会が訪れたため、私たちはそれを利用することにしたのです。」 Labini は同様の電話会議で、「私たちが可能にしているのは、DESI の観測データというこのサンプル内部における最大の構造がいかに巨大であるかを特徴づけることだ」と付け加えました。 その結果、DESI の超広角観測においても、大規模構造が銀河の分布に特定の方向性をもたらすことが明らかになりました。これは、宇宙全体で等方的なパターンを示すべきという期待とは対照的です。この発見は、宇宙最古の光である宇宙マイクロ波背景放射から導き出された予想とも矛盾します。同放射からは、大規模スケールでは方向相関が急速に減衰するはずだと示唆されています。 Tip Jar（チップ jar） 「標準モデルにおいて、構造が存在しないわけではありません」と、Galoppo は電話会議で述べました。「重要なのは、それらが私たちが発見したものよりも小さく、かつ持続性が低いと予想されている点です。これが問題の核心です。」 そのために、DESI は今後 1 年以内に新たな観測データを公開する予定であり、同様に欧州の Euclid 宇宙望遠鏡やチリの Vera C. Rubin 天文台からも近々類似したデータセットが提供される見込みです。これらの新世代かつ改良された宇宙観は、科学者たちがこれらの大規模構造がいかに広大なものであるかを理解し、それが私たちの宇宙環境に対する理解にどのような意味を持つのかを解明する手助けとなるでしょう。 「現時点では、ΛCDM 枠組みの単純な修正や広く受け入れられている修正において、このサイズの構造を自然に説明しつつ、観測された宇宙マイクロ波背景放射の一様性と矛盾しないものは存在しません」と、Labini と Galoppo は電子メールで記述しました。「まさにその点が、これらの観測が極めて興味深い理由です。これらは理論と観測の間に潜在的に重要なギャップがあることを示唆しており、さらなる調査に値するものです。」 「将来の観測調査において、さらに大規模なスケールでも一方向性を持つ構造が検出され続けた場合、宇宙論に対する影響は甚大なものとなる」と結論付けられています。

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