ブラックホールとダークエネルギー（1）を结びつける世界初の観测的証拠
山口大学大学院创成科学研究科（理学系学域）物理学分野の坂井 伸之教授らの国際研究チーム（アメリカ、カナダ、ポルトガル、イギリス、オランダ、キプロス、ドイツ、デンマーク、日本の15研究機関）は、90億光年先まで広がる約600個の銀河データから、ブラックホールとダークエネルギーを结びつける世界初の観测的証拠を発見しました。
宇宙膨張とブラックホールの存在は、どちらもアインシュタイン方程式によって予言され、観測的に検証されていますが、2 つはスケールが全く異なるため、独立な現象と考えられていました。そして、ブラックホールの質量は、物質が流入しない限り一定と考えられています。
本研究ではまず、約600 個の銀河データから、太陽の10 万倍以上の質量を持つ巨大質量ブラックホールの質量が一定ではなく、時間的に増加することを発見しました。次に、質量と宇宙膨張の関係を明らかにするため、宇宙膨張のスケール因子α, 巨大質量ブラックホールの質量Μの间に、Μ∝ ακという関係を仮定し、κの値を调べました。その结果、κについて下図の确率分布が得られ、
（90%信頼区间）という値が求められました。この结果は、ブラックホール同士の合体等他の原因では説明できず、宇宙膨张がブラックホール质量に影响を与えていることを示唆しています。
図1. 定数κの推定。
5つの银河サーベイデータから推定されるκの确率分布（上の3つの枠）と、それらを総合して得られた办の确率分布（下図）。
κ≒ 3にピークを持つ。
発表论文の概要
- 掲載誌：The Astrophysical Journal Letters
- タイトル：Observational Evidence for Cosmological Coupling of Black Holes and its Implications for an Astrophysical Source of Dark Energy
- 著者：Duncan Farrah, Kevin S. Croker, Michael Zevin, Gregory Tarlé, Valerio Faraoni, Sara Petty, Jose Afonso, Nicolas Fernandez, Kurtis A. Nishimura, Chris Pearson, Lingyu Wang, David L Clements, Andreas Efstathiou, Evanthia Hatziminaoglou, Mark Lacy, Conor McPartland, Lura K Pitchford, Nobuyuki Sakai, Joel Weiner
- 公表日：2023年2月15日
- 顿翱滨：10.3847/2041-8213/补肠产704
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用语解説
- （1）ダークエネルギー：重力は「万有引力」と呼ばれるように、我々が知っているあらゆる物体は重力によって引きつけ合います。一方、现在の宇宙が加速膨张していることから、宇宙は「斥力を及ぼし合う何か」で満たされていると考えられます。この正体不明の「何か」を「ダークエネルギー」といいます。