ダークエネルギー

ボールを空高く投げるとどうなるでしょうか。地球の重力でボールはだんだん遅くなり、やがて地面に落ちてきます。天文学者たちも、宇宙はこれと同じだろうと考えていました。138億年前のビッグバン（大爆発）で宇宙が始まったのだから、天体どうしが引き合う重力によって、宇宙が大きくなる速さも少しずつ遅くなるはずだと思われていたのです。ちなみにビッグバンは、ある一点から破片が飛び散った爆発ではなく、空間そのものがあらゆる場所でいっせいに膨らみ始めた出来事です。

ところが1998年、遠くの超新星を観測していた科学者たちは、信じられない光景を目にしました。宇宙は膨張が遅くなるどころか、むしろどんどん速く膨張していたのです。空に投げたボールが止まらず、ロケットエンジンをふかしたように上へ加速して飛んでいくようなものでした。

重力という巨大なブレーキに打ち勝ち、宇宙全体を外へ押し広げる大きな力が存在するということです。科学者たちは何がこんなことを起こしているのか分からなかったので、とりあえず「暗くて正体が分からない」という意味で、ダークエネルギーと名づけました。

名前が似ているので、ダークマターとダークエネルギーを同じものだと勘違いしやすいです。どちらも目に見えない点は同じですが、やっていることは正反対です。ダークマターは重さを持っていて、物体どうしをぎゅっと寄せ集める「宇宙の接着剤」の役割をします。

一方、ダークエネルギーは空間そのものを押し広げて、銀河どうしを遠ざける宇宙の斥力（押しのける力）として働きます。たとえるなら、ダークマターは宇宙のブレーキペダルで、ダークエネルギーは宇宙のアクセルペダルです。

とても大きなスケールでは、このアクセルが今ではブレーキを圧倒しています。また、膨張する宇宙では遠くの銀河ほど速く遠ざかります（ハッブルの法則）。十分に遠い銀河では、その遠ざかる速さが光の速さを超えることさえあります。ただしこれは、銀河が空間の中を超高速で飛んでいるのではなく、あいだの空間そのものが伸びているということです。重力でしっかり結びついた銀河団の中や、太陽系、私たちの体は膨張しません。

もう少し正確に言うと、ダークエネルギーの最有力候補は、何か特別な塊ではなく、空間そのものに備わっているエネルギーです。物理学ではこれを「宇宙定数」や「真空エネルギー」と呼びます。ただし、2024〜2025年のDESIの観測で、ダークエネルギーが時間とともに弱まっている可能性を示す兆候が出て、正体をめぐる議論が続いています。普通の物質は宇宙が広がると薄まりますが、ダークエネルギーは空間が伸びるほど、その増えた空っぽの空間の分だけ総量が増え続けるという独特の性質を持っています。

これが、ダークエネルギーが時間とともに宇宙を支配するようになった理由です。宇宙の初期には物質がぎっしり詰まっていて重力が強かったのですが、宇宙が大きくなるにつれて物質の密度は下がり、ダークエネルギーはほぼ一定の密度を保ちました。

科学者たちはダークエネルギーの秘密を解くために、最新の宇宙望遠鏡で宇宙の地図を描いています。ダークエネルギーが将来、宇宙をずたずたに引き裂くのか（ビッグリップ）、それとも冷たく冷え切らせるのか（ビッグフリーズ）、宇宙の最期の運命はここにかかっています。