掲題のニュースが流れてきたので、原論文に近い説明がないか?ググって、"A Cosmological Revolution: Is the Universe Really Flat?"を訳してみました。

A Cosmological Revolution: Is the Universe Really Flat?


During the analysis of data provided by the Planck Satellite, an international research team coordinated by Sapienza University discovered significant discordances that could undermine our current cosmological model and induce us to radically change our beliefs on the structure and geometry of the universe. The results of the study have been published on Nature Astronomy.

プランク衛星が提供するデータの分析中に、Sapienza Universityが調整した国際研究チームは、現在の宇宙論モデルを弱体化させ、宇宙の構造と幾何学に関する考え方を根本的に変える可能性のある重大な不一致を発見しました。 この研究の結果は、Nature Astronomyに掲載されています。

Currently, the most accredited model of our universe – one that has brilliantly passed a wide number of experimental tests – follows an infinite expansion that started from the primordial Big Bang. One of the fundamental predictions of this model is that the spatial geometry of our Universe is Euclidean: the universe is “flat.”

現在、私たちの宇宙の最も認定されたモデルー多数の実験テストに見事に合格したモデルーは、原始的なビッグバンから始まって無限の拡張に続きます。 このモデルの基本的な予測の1つは、私たちの宇宙の空間幾何学がユークリッド幾何学であるということで、宇宙は「平坦」です。

Euclidean geometry is the geometry we experience in everyday life and that we all studied at school. In this geometry, two parallel lines will never meet and the sum of the internal angles of a triangle is exactly 180 degrees.

ユークリッド幾何学は、私たちが日常生活で経験する幾何学であり、私たち全員が学校で学んだものです。 この幾何学では、2本の平行な線が交わることはなく、三角形の内角の合計は正確に180度です。

General Relativity, however, indicates the possible existence of different geometries. In General Relativity, matter influences the geometry of the space that contains it. In this context, if we consider cosmological distances of billions of light-years, geometry may indeed not be Euclidean.

ただし、一般相対性理論は、異なる形状が存在する可能性を示しています。 一般相対性理論では、物質はそれを含む空間の幾何学に影響します。 この文脈において、数十億光年の宇宙距離を考慮すると、幾何学は実際にユークリッド幾何学ではないかもしれません。

One way to measure such a geometry is through accurate observation of the anisotropies of cosmic background radiation. These anisotropies, which formed billions of years ago, have practically crossed the entire universe, and their shape can help us to verify the Euclidean geometry hypothesis.

このような形状を測定する1つの方法は、宇宙背景放射の異方性を正確に観察することです。 数十億年前に形成されたこれらの異方性は、事実上全宇宙を横断しており、その形状はユークリッド幾何学仮説の検証に役立ちます。

The BOOMERANG Experiment and the WMAP Satellite have produced extremely accurate maps of the anisotropies of cosmic background radiation, revealing good compatibility for the hypothesis of the universe’s flatness and confirming the predictions of the standard cosmological model.


However, a recent analysis of the data obtained by the Planck Satellite performed by an international team lead by Alessandro Melchiorri has significantly improved the previous measurements. The latter, however, do not reveal a flat, but rather a “closed” universe. In this case, Euclidean geometry is no longer valid. As on the surface of a sphere, two parallel lines will meet, and the inner angles of a triangle add up to more than 180 degrees. Thus, we may be trapped on the surface of a three-dimensional sphere. And consequently, if we were to traverse a cosmological distance in a straight line and at the speed of light, we could return to our starting point.

しかし、Alessandro Melchiorri 率いる国際チームが実施したプランク衛星によって取得されたデータの最近の分析は、以前の測定値を大幅に改善しました。 ただし、後者は平坦ではなく、「閉じた」宇宙を明らかにします。 この場合、ユークリッド幾何学は無効になります。 球の表面と同様に、2本の平行な線が交わり、三角形の内角は合計で180度を超えます。 したがって、3次元の球体の表面に閉じ込められる可能性があります。 そして結果として、もし我々が直線で光速で宇宙距離を横断すれば、我々は出発点に戻ることができます。

This has enormous implications from a cosmological point of view, but Prof. Melchiorri’s analysis goes even further. If the universe is closed, this also poses a problem for the Planck measurements and recent surveys of galaxies such as BOSS. Both of these measurements provided compatible values for the abundance of matter and the value of the Hubble Constant of a flat Universe.

これは宇宙論の観点から大きな意味を持っていますが、Melchiorri教授の分析はさらに進んでいます。 宇宙が閉じている場合、これはプランク衛星の測定とBOSSなどの銀河の最近の調査にも問題を引き起こします。 これらの測定値は両方とも、物質の豊富さと平坦な宇宙のハッブル定数の値に互換性のある値を提供しました。

However, if the universe is closed, this no longer stands true and leads to a crisis of our cosmological model. In practice, we no longer have a model that explains all of our observations.

しかし、宇宙が閉じている場合、これはもはや真実ではなく、私たちの宇宙論モデルの危機につながります。 実際には、すべての観察結果を説明するモデルはもうありません。

“The new data obtained by the Planck Satellite,” explains Alessandro Melchiorri, corresponding author of the study,” reveal that the universe is only 4% more curved than we thought. This percentage, however, is sufficient to create a discordance with all other astrophysical observations, revealing tensions and differences.”

「プランク衛星によって得られた新しいデータ」と、研究の著者である Alessandro Melchiorriは説明しています。 しかし、この割合は、他のすべての天体物理学的観測との不一致を生じさせ、緊張と相違を明らかにするのに十分です。」

The discovery of anomalies has often led us to revolutionize our concept of the universe. For example, the elliptic orbit of Mars led to Newton’s Law of Gravitation and the anomalous precession of perihelion on Mercury led to general relativity.

異常の発見は、しばしば宇宙の概念に革命をもたらしました。 たとえば、火星の楕円軌道はニュートンの重力の法則につながり、水星の近日点の異常な歳差運動は一般相対性理論につながりました。

“Obviously, there still is the possibility that a systemic effect that we have not yet uncovered causes the discrepancies in our observation,” states Prof. Melchiorri. “Future experiments on anisotropies, such as the Simons Observatory, will solve the conundrum. In the meantime, the door for a cosmological revolution appears to be open, and upcoming experiments may bring even more exciting results.”

「明らかに、まだ明らかにされていない全身的影響が観察の矛盾を引き起こす可能性があります」と Melchiorri 教授は述べています。 「サイモンズ天文台などの異方性に関する将来の実験は、難問を解決します。 それまでの間、宇宙論革命の扉は開かれているようであり、今後の実験はさらに刺激的な結果をもたらすかもしれません。」






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