デフレ派のブログ

第187話 ダークマター解決。ヴァーリンデ教授のエントロピック重力理論

で、全然話は変わりますが、物理学でダークマターが解決したそうです。

記事を写します。

ライデン天文台(オランダ)の天文学者マーゴット・ブラウワー氏らの研究チームは、宇宙における重力分布の測定データを分析し、「エントロピック重力理論(ヴァーリンデ理論)」と一致する結果を得たと報告した。エントロピック重力理論は、2010年にアムステルダム大学の理論物理学者エリック・ヴァーリンデ教授が発表した重力についての新理論。重力とは「電磁気力」「強い力」「弱い力」と並ぶ自然の基本的な力ではなく、実は「見かけの現象」に過ぎないとする理論であり、発表当時、物議を醸した。この理論に立つと、宇宙の全質量・エネルギーの約27％を占めるとされる目に見えない未確認の重力源「暗黒物質（ダークマター）」を想定しなくても良くなる点も注目されている。ブラウワー氏らの研究論文は「英国王立天文学会月報」に掲載された。

研究チームは今回、3万3000個超の銀河の周囲での重力分布を測定し、それらのデータがヴァーリンデ理論による予測値と一致するかどうかを調べた。その結果、観測された重力分布はヴァーリンデ理論とよく一致していることが確かめられたという。

重力分布の測定には「重力レンズ効果」を用いる。銀河の重力によって銀河の周囲の空間が歪むため、歪んだ空間がレンズの役割を果たし、その空間内を通る光の進路が曲がる。これによって手前の銀河のまわりでは背後の銀河の像がわずかに歪む。この歪みを測定することで重力分布を調べることができる。

重力レンズを使って調べると、銀河の周囲では、アインシュタインの一般相対性理論から予想されるより強い重力が、銀河の半径の数百倍に及ぶ範囲に広がっていることがわかる。一般相対性理論に矛盾しないようにこの重力分布を説明するには、見えない重力源であるダークマターの存在を仮定する必要がある。一方、ヴァーリンデ理論では、ダークマターを想定せず、目に見えている天体だけを重力源として計算しても観測結果を上手く説明することができる。

ブラウワー氏は「ダークマターを仮定しても銀河のまわりの重力分布は説明可能である」と指摘する。つまり、今回の研究によってダークマターの存在が直接否定されたわけではない。ただし、ダークマターによる説明では、実際の観測で得られたデータと合致するようにダークマターの質量を決める必要がある。つまり、理論と現実を一致させるための自由変数として、ダークマターの質量が使われている。一方、ヴァーリンデ理論はこうした自由変数を利用しておらず、理論から直接導出した予測値が実際の観測結果と一致するという強みがある。

今年11月には、理論提唱者であるヴァーリンデ教授本人も、エントロピック重力によって「銀河の回転速度問題」を説明できるとする論文を発表した。渦状銀河の外縁部は、非常に速い速度で回転していることがわかっているが、目に見える通常の天体の質量にもとづく計算ではこの速度の説明がつかない。この問題を既存の重力理論の枠内で説明するには、目に見えない大量のダークマターを重力源として想定する必要があった。

エントロピック重力理論では、重力とは「物体の位置に関する情報量の変化によって生じるエントロピー的な力である」と説明される。物体の位置が変動することによって、情報量としてのエントロピーが変化し、この変化が重力という形を取って現れるという。つまり、重力とは、エントロピー変化にともなう見かけ上の現象ということになる。

この主張は、「電磁気力」「強い力」「弱い力」と並ぶ自然の基本的な力として重力をとらえる従来の物理学理論とは大きく異なっている。また、「情報」という概念を使って重力について説明しているところも、エントロピック重力理論の特徴である。三次元空間内の情報はすべて二次元平面に保存されるとする物理学上の仮説「ホログラフィック原理」とも深く関わっている。

重力レンズ効果による銀河の像の歪み(出所: Netherlands Research School for Astronomy)

http://n.mynv.jp/news/2016/12/22/230/images/001l.jpg

http://news.mynavi.jp/news/2016/12/22/230/

以上。

ダークマターが解決したんですね。重力は見かけの力だとか。

最新物理理論がどうなるのか見守りたいです。

https://okuranagaimo.blogspot.jp/2016/11/blog-post_10.html

オランダの奇才、アムステルダム大学のエリック・ヴァーリンデ教授は昨日11月7日arXivに、

「Emergent Gravity and the Dark Universe」と題する論文を公表した。論文の中で、

ヴァーリンデはいわゆるホログラフィック原理から重力を導き出している。簡単にいうと、

マイナスに曲がった時空の中にある原子を構成する"ひも"のエントロピー再配列の間の相互作用から重力は現れると述べている。

その段階で [...] 時空と重力は基本的な微視的記述から現れ、それらは演繹的な意味ではない。「最も重要なことは、

ヴァーリンデの論文は天文学者の敵ダークマターが空想に過ぎないと結論づけている。

過去の論文でオランダのスピノザ科学賞を受賞しているヴァーリンデは、

既に2010年の論文(arXivにもある)で同じ原理からニュートンの重力を導き出す偉業を完成した。我々はおそらくノーベル賞の器と見ている。

ヴァーリンデはアインシュタインの一般相対性理論の上を行くと彼の同僚によって認められている。

＞ヴァーリンデはアインシュタインの一般相対性理論の上を行くと彼の同僚によって認められている。

ヴァーリンデをトンデモ科学者だという人もいますが、ぼくは「銀河の回転速度問題」が解けたという例を他に知らないため、強く支持します。

これからさまざまな検証をされることでしょうが、期待しています。

ヴァーリンデのエントロピック重力理論の論文はこれになります。

https://arxiv.org/abs/1001.0785

エントロピー的な力には、次の四つがあり、これに重力を加えるというのがエントロピック重力理論です。

エントロピー的な力

1 熱力学

2 浸透圧

3 エントロピー弾性

4 疎水効果

文系の想像にすぎませんが、

確かなことは、銀河の外周部は銀河の中心部とたいして変わらない速度で動いており、これはニュートン力学では解決できないのです。ですが、重力をエントロピーととらえると、説明できるということだと思います。

追記。

より詳しく解説してあったブログから無断抜粋転記。

「ヴァーリンデの重力仮説」

英紙「Daily Mail」（12月19日付）によると、今年11月オランダ・アムステルダム大学で物理学を教えるエリック・ヴァーリンデ教授が、アインシュタインの重力理解は完全に間違っている上、謎の暗黒物質ダークマターも存在しないとする「ヴァーリンデの重力仮説」を発表し、物理学界に激震が走ったが、オランダ・ライデン大学の研究チームが、同理論を実証実験でも裏付けたという。

まず、研究チームは、恒星や銀河などが発する光が、途中にある天体などの重力によって曲げられたり、その結果として複数の経路を通過する光が集まるために明るく見えたりする現象である「重力レンズ」を観察。そこで得られた3万個以上の銀河における重力の分布を、「アインシュタインの理論（ダークマターモデル）」と、「ヴァーリンデの重力仮説」から導き出した重力の分布予測と比較したところ、両者ともに観測結果と一致したそうだ。

同研究を率いた博士課程に在籍するマーゴット・ブラウアー氏によると、ヴァーリンデの重力仮説も従来の理論とほぼ同じぐらい正確であることが分かったが、同説は“自由な変数”（ダークマター）を用いていないため、従来の理論よりもシンプルであるという。

「ダークマターモデルの方が、若干ヴァーリンデ予測よりも正確ですが、ダークマターモデルは自由な変数を使っているのに対し、ヴァーリンデ仮説は使っていないという点を考慮すれば、ヴァーリンデ仮説の方が理論としては幾分か優秀です」

そもそも、ダークマターとは、銀河の回転スピードが「観測されている物質」だけのデータから計算された速度よりも速いことから、物理学者らが「宇宙空間には目に見えない物質があって、重力を及ぼしているに違いない」と考え、想定した仮想物質である。

http://blogs.yahoo.co.jp/kennabcdefg/14633399.html

以上。

下のブログはもっと詳しい。

このブログはもっと詳しい。

http://knyokoyama.blogspot.jp/2011/01/blog-post_21.html

先ほど印刷してきて、さっそく眺めてみたところ簡単な式（多分、高校の数学の範囲で理解できる）で、

次のことが説明してあります。眺めただけでもアッと驚く内容のようです。

内容詳細は理解していませんが、、

Newton力学の柱である、位置や速度、加速度は、ホログラフィックな立場から導出されるべきものと書いてあります。

元は温度やエントロピーなど、空間に依存しない量から導出するのだそうです。慣性もそうだと書いてあります。

多分、位置が導出されるものなので、空間自体もemergence「創出されるもの」なのだとの主張になるのではないでしょうか。

そこまでは読んでいません。

Einsteinの一般相対論も、この方法で導出されるべきものと書いてあります。

多分、弦理論はいらなくなるというか、少なくとも重力は導出されるべきものなので、

重力の「元」となる閉弦とその相互作用も導出されるべきものです。

等価原理もこの論法で提示できると書いてあります。

以上。