国立天文台、AIを用いてダークマターの地図からノイズを取り除く手法を開発

前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 | 投稿日時 2021/7/6 0:22

 

https://news.nicovideo.jp/watch/nw9544723

『国立天文台と統計数理研究所(統数研)は7月2日、ディープラーニング技術を利用して、宇宙を観測して得られたダークマターの地図に含まれるノイズを取り除く方法を開発したと発表した。
・・・
しかし問題となるのが、宇宙にはさまざまなノイズが存在で、ダークマターの分布は、地図中に含まれるノイズに埋没してしまっているという。特に、銀河団のように通常物質が集中している領域にはダークマターも多く、ノイズの影響を無視することが可能だが、ダークマターの密度が低い領域ではノイズの影響が大きく、観測データからだけではダークマターの情報を正しく引き出せないことが、これまでの研究から明らかとなっている。
・・・
その結果、ノイズを取り除いたダークマターの地図を作製することに成功。ノイズを取り除いたダークマターの地図を用いることで、これまで観測だけでは調べることが難しかったダークマターの低密度領域、たとえば質量が銀河団の1割程度の銀河群の調査も可能になったという。

また、レンズマップで見つけられる銀河群を詳細に調べることで、ダークマターの候補と考えられている素粒子の質量や、ダークマター同士の間に働く力に関する情報を得られる可能性もあるとしている。
・・・』

↑
AIは画像処理には強いですから、その成果はそれなりに期待できるかと思われます。

そうしてダークマターについての観測情報が増える事はウエルカムであります。

 

 

約120億年前の遠方銀河周辺に存在するダークマター、名大などが検出に成功

前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2022/8/2 21:48 | 最終変更

 

https://archive.ph/j3IaP

『・・・また、今回の研究では遠方銀河周辺のダークマター分布と先行研究で測定された銀河の密集度合いを用いて、約120億年前の宇宙構造から、標準宇宙論を仮定することによって、現在の宇宙構造におけるでこぼこの程度「σ8」を推定することにも成功。
その結果、プランク衛星によるCMBの測定と標準宇宙論を組み合わせることによって予言されるσ8に比べて、小さい値が得られたという。

これまでの約80億年前における近傍宇宙の観測的研究でも、σ8がプランク衛星の予測値より小さい可能性が示唆されており、今回の研究で得られた結果もそれを支持するものとなったという。
ただし、今回の研究における統計的優位性は十分ではないため(今回の測定が得られたσ8になる確率は約90％)、さらなる検証が必要だともしている。・・・』

↑
推定がミスる確率が１０％というのでは、まだまだ道は遠いのであります。

少なくとも１％有意程度までは持ち上げないといけません。

まあそれはさておき、１２０億年前までさかのぼってダークマターの分布を確認できた、と言う事はこれはこれですごい事であります。

↓
今回の研究手法の概念図ー＞上記記事魚拓を参照されたい。

CMBを重力レンズ効果の背景光源として用いることで、120億年前の銀河周辺におけるダークマターの存在が検出された、としている。

(C)NASA/WMAP,ESA/Plank,NAOJ/HSC (出所:すばる望遠鏡Webサイト)


こうして宇宙を遠くから見る手法では確かにダークマターの存在は確実なものになっているのですが、そのダークマターの海の中を進んでいるはずの地球では、相変わらず「ダークマターを検出できた」という報告が上がってきません。

目の前を通り過ぎていくダークマター粒子を誰も検出できないのです。

さて、これは一体どうした事でしょうか？

このミステリーはだれが一体解くのでしょうか？

要注目であります。

銀河のなりたちを明かすヒントに？古い銀河のまわりに巨大な｢ダークマターハロー｣見つかる

前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2021/2/15 2:56 | 最終変更

 

 

https://www.gizmodo.jp/2021/02/ancient-galaxy-with-a-halo.html

『・・・ところが、新しく発見された星たちは銀河の中心部から遠く離れたところにありました。あまりにも遠いので一見銀河と関係がないように見えるのですが、まるで排水口のまわりをぐるぐる回る水のようにほかの星たちと連動しているために、まぎれもなくTucana IIの一部だとわかったそうです。

なぜ銀河の中心からそんなに遠く離れていても銀河の外へ投げ出されないのか。その謎を説明できるのが｢ダークマターハロー｣です。

ダークマターハローは、平たく言えば物質の集まり。ダークマターと、ふつうの物質でできたガスや塵が集まっている領域で、見えないながらも銀河の一部として存在し、強い重力を及ぼして天体の動きを支配しています。ダークマターハローがあるからこそ、銀河の外縁に存在している恒星も銀河の重力から逃げ出せないんですね。このダークマターハローの存在を考慮すると、Tucana IIは以前考えられていたよりも3倍から5倍の大きさであることがわかったそうです。・・・』

↑
ダークマターは姿を見せないくせに、いや、姿が見えないくらいにそれぞれは小さくて重力以外の力では相互作用しないので、この宇宙で通常の物質たちが銀河などの形を作り出すことに対して非常に効果的に援助する事が可能になっています。

ダークマターを求めて。物理学者が探る小さな古いブラックホール

前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2021/1/24 6:15 | 最終変更

 

ダークマターを求めて。物理学者が探る小さな古いブラックホール
https://www.gizmodo.jp/2021/01/physicists-are-looking-for-dark-matter.html

『見えないけど、存在しているはずのもの。

2014年11月23日の夜。
ハワイ島のマウナ・ケアに設置された望遠鏡が、ブラックホールの姿を捉えようと宇宙のかなたを探っていました。
夜空に向かって首をもたげること7時間。
その間に一度だけ、250万光年離れたアンドロメダ銀河の星の前を地球規模の天体が横切ったのを見逃しませんでした。
その晩撮影された計188枚の画像のうち、1枚だけはまるで自明の光に照らされたかのような明るさを帯び、大発見を物語っていたのです。

｢地球と、アンドロメダ銀河の星と、その間にあるブラックホールが一直線に並ぶとき、後方の星が放つ光がブラックホールの重力によって曲げられます。
地球に向かって進んでくる光だけではありません。
重力レンズ効果なしでは地球には到達していなかった光も、曲げられた結果こちらに向かってくるようになるのです｣とAlexander Kusenkoさんは説明してくれました。
Kusenkoさんはカリフォルニア大学ロサンゼルス校とカブリ数物連携宇宙研究機構に所属している宇宙物理学者です。
｢その結果、うしろにある星が一瞬だけ明るく輝くんです。ちょっと直感的にわかりにくいんですけどね｣

まさに、見えないはずのブラックホールの姿を間接的に捉えた瞬間でした。

Kusenkoさんはこの発見について詳細に記した学術論文の筆頭著者です。
論文は2020年10月に『Journal Physical Review Letters』に掲載されました。
論文で研究者たちが述べている仮説はこうです。
この宇宙を満たしている謎めいた｢暗黒物質｣は、ひょっとしたら原始ブラックホールの存在によって説明できるのではないか？

原始ブラックホールとは
そもそもブラックホールとは、あまりにも重力が強大なために光さえ吸い込んでしまう天体です。
その中でも｢原始ブラックホール｣と呼ばれるものは比較的小さく、宇宙が誕生して間もない頃にはすでに存在していたと考えられていたものの、つい最近、2019年までは、観測例すらない理論上の産物でした。

原始ブラックホールを理解するための考え方として、宇宙の密度に誕生当初からゆらぎがあったと想定します。
すると、はじめはごくわずかなゆらぎであったとしても、宇宙が急激に膨張するにしたがってゆらぎがより顕著になり、質量の分布に偏りが生じた結果ブラックホールが誕生したのではないか、と推察できます。

すなわち、原始ブラックホールとは質量のふきだまりのようなもの。
｢星が誕生する前の原始のプラズマをスプーンですくってみたとしたら、それはほぼブラックホールでしょう｣とKusenkoさん。
｢ちょっと圧縮しただけで、光は逃れられないようになりますから。｣
・・・』

↑
地球レベル（？）の質量のＢＨ＝原始ＢＨを見つけた、という主張です。

しかしまだそれが「実ははぐれ惑星だった」という可能性は残っている模様です。
↓
http://fsci.4rm.jp/modules/d3forum/index.php?topic_id=3238#post_id22262

 

 

ダークマター解明に貢献！天の川銀河の全天地図が作成される【宇宙】

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https://www.youtube.com/watch?v=UhfS6FUh5Lw

『NASAは研究チームが、天の川銀河のハローの外側の部分の全天地図を作成したことを発表。
研究チームによれば、この領域の全天地図が作成されたのは今回が初めてで、ダークマターの研究などに大きく貢献できるといいます。』

↑
銀河の直径が１０万光年

そのハローの直径が１００万光年

ハロー内での星の分布＝星が集まって明るい場所とそうでなく暗い場所がある。

これがダークマターの分布を表している、と考えている模様。

いずれにせよ、地上でのダークマター検出関連のニュースはあまりないが、宇宙を調べる事によるニュースはそれなりにあって、つまりは「遠い場所を調べる事」でしか今のところはダークマターに迫ることが出来ていない、というのがダークマターの面白い所です。

おまけ
手のひらの物質に生まれるブラックホール
https://www.youtube.com/watch?v=pAQfpC_1xSk

↑
ダークマターがプランクスケールのPBHである、という当方の主張に一脈通じる内容の様に思われます。


追伸の１
千葉大、世界最大「模擬宇宙」を作成　全データ量は3ペタバイト　100テラバイトの暗黒物質データを公開
https://archive.fo/DIRsp

『・・・宇宙の質量の約8割を暗黒物質が占めている。この暗黒物質が重力によって集まり、その場所に星や銀河などが形成し、現在の宇宙の構造が作られたと考えられている。銀河やブラックホールなどの天体が誕生した歴史を探るため、国立天文台のすばる望遠鏡などで天体の観測が日夜進められている。

　しかし、観測結果から宇宙の構造形成の歴史を引き出すには、物理理論に基づく模擬宇宙との比較が必要になる。模擬宇宙を作るには、宇宙誕生から現在までに暗黒物質に働く重力をシミュレーションしなければならない。そこで研究チームでは、国立天文台のスーパーコンピュータ「アテルイII」を使い、シミュレーションを行った。

　アテルイIIの全4万200個のCPUコアを使い、暗黒物質を2.1兆体の粒子で表現。それらに働く重力を計算することで、暗黒物質が作り出す模擬宇宙の構造を描き出した。その結果Uchuuでは、一辺が96億光年の長さになり、銀河の100分の1以下の規模の「矮小銀河」から巨大銀河団までのスケールの構造形成や進化を追うことが可能という。

　この研究をリードした千葉大学の石山智明准教授は「シミュレーションの中で進化する銀河を観察することで、銀河団やその中に存在する銀河団銀河の形成、進化のプロセスの理解への寄与が期待できる」とコメントした。・・・』

↑
無衝突粒子で重力相互作用のみ、というＣＤＭ（コールド　ダーク　マター）モデルでの計算かと思われます。

詳細を見てみたいものですね。
↓
画像の拡大したもの
https://archive.fo/GO41o#

フィラメントとボイドが確認できる。