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暗黒物質モデル。

我々自身の銀河には明らかな質量欠損効果が存在する。遠心力と釣り合うには3倍から5倍の質量が必要なはずだ。銀河中心の周りを230km/sで公転する我々の太陽は、その惑星たちとともに、何百万年も前に飛び去っていてもおかしくない。銀河団の状況はさらに悪く、銀河団は「蒸発」してしまうはずだ。なぜなら個々の銀河の固有速度が銀河団の脱出速度を上回っているからである。

ご存じかもしれないが、地球の周りを回る衛星の円軌道速度は9km/sに近い。脱出速度は11km/sである。宇宙ステーションが地球の引力を脱して木星や土星のような遠い惑星を訪れるには、11km/s以上の速度を与える必要がある。

仮に地球の周りを20km/sで回る衛星を観測したとしよう。我々は地球の質量を過小評価していたと結論すべきだろう。1930年代、フリッツ・ツヴィッキーは速度測定(ドップラー効果)と質量評価(測光)から、銀河および銀河団についてこのことを指摘した。この問題はいまだに厄介である。どう対処するのか?

今日の古典的な答えは「暗黒物質」と呼ばれる。人々は銀河や銀河団に大量の隠れた質量が存在すると考えている。その論拠は次のとおりだ。銀河は重力の蜃気楼を生む。遠方のクエーサーの多重像である。銀河団は空間を曲げ、別の蜃気楼を生む。銀河の多重像である。宇宙望遠鏡は今や多くのものを齎した。観測された質量は、それほど強い効果を説明するには小さすぎる。そこで天文学者たちはこれを目に見えない暗黒物質の存在の証拠と見なす。重力レンズは銀河や銀河団を「計量」する新しい方法だと言う者もいる。また、この重力レンズ効果に基づいて設計し、宇宙の地図を作り始めた者もいる。

惑星、特に月には質量集中がある。我々はそれを「マスコン」と呼ぶ。衛星が月の周りを飛ぶとき、レーザーでその軌道を非常に精密に記録できる。この軌道は完全な円ではない。地下の質量集中によって変化する。これらの質量集中は重く巨大な天体の古い衝突に対応すると考える者もいる。そうして我々は、月の周りの測地線の測定から月の質量分布図を見出した。

同様に、重力レンズは測地線(光の経路)を指すと言える。ならば、そのような測地線の分析は、銀河や銀河団に隠れたマスコンを評価する方法となりうる。我々自身の研究では、そのような強いレンズ効果に対する別の解釈を見出すだろう。我々はそれらが主に、周囲の「幽霊物質」によって引き起こされる負のレンズ効果によるものかもしれないと考える。

暗黒物質による古典的解釈に戻ると、それは何でできているのだろうか?天文学者たちはMACHO(大質量コンパクトハロー天体)を考える。おそらく、検出するには暗すぎる微光星である。検出方法は掩蔽である。恒星は非常に小さな天体である。恒星を「分子」とする気体と見なした銀河は、非常に希薄な気体である。したがって、ある恒星が別の恒星を隠す確率は非常に低い。しかし数は多い。天体サーベイはコンピュータで管理できる。コンピュータはついに、多数の恒星の光放射変化を自動的に分析できる。いくつかは既知の連星系によるものである。方法によって、連星系の効果と「暗い星」、マッチョによる遠方の掩蔽とを区別することが可能になる。
結果:失望。

別の候補:仮説上の大質量ニュートリノのようなエキゾチック物質。現在のところ確認されていない。フランスの天体物理学者フランソワ・コンブは、宇宙に大量の極低温の水素が存在しうると示唆した。あまりに冷たいため検出できないほどに。彼女はこの目に見えない水素を用いて、銀河の回転曲線の様相(大きな周辺円軌道速度)を「説明」し、(一時的な)渦状構造を生み出そうとした。暗黒物質はあらゆるもののために持ち出される。VLS、すなわち宇宙の超大規模構造を「説明」するためにそれを使う者もいる。多くの学術誌がそのような論文を掲載している(アストロフィジカル・ジャーナル、アストロノミー・アンド・アストロフィジックスなど)。どうやら何の衒いもなく、「自然なアプローチ」として。ブラックホールのように、暗黒物質は学術誌の紙面に確かに存在する、と私は思う。この宇宙のスーパーマーケットでは、熱い暗黒物質でも冷たい暗黒物質でも、矮小ブラックホールでも巨大ブラックホールでも、好きなように選べる。

奇妙な時代。イタリアのトリチェリの発見(1640年)、すなわち大気圧の発見以前、人々は水銀が気圧計の中を上昇するのは真空への恐怖のためだと信じていた。

自然は真空を嫌う……

トリチェリ以前、人々は真空の嫌悪の度合いを測っていた。
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- でも……何も見えない。真っ黒だ!
- 当然だ。暗黒物質の地図だからな。

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