宇宙論パラメータ

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宇宙論パラメータ（うちゅうろんパラメータ、Cosmological Parameter）とは、観測できる宇宙の組成から推定される値であり、初期宇宙において形成された物理指標値のことである。

[編集] 概論

1929年のハッブルによる宇宙膨張の発見以来、様々なパラメータが80年間にも及ぶ天文学者の努力と宇宙観測によって推定されてきた。特に重要となった指標は「ハッブル定数 (H₀)」と「物質密度定数 (Ω)」である。その目的は、「この宇宙の形は開いているのか、閉じているのか?」、「宇宙は将来どうなるのか?」などの論争に決着をつけるためであった。地上からの観測、さらには宇宙望遠鏡であるIRAS、ハッブル宇宙望遠鏡による観測をはじめ、1990年にはCOBE衛星を用いた観測によって宇宙背景輻射の観測が行われ、高い精度で現在の宇宙年齢が定まることになった。そしてさらに高い精度で宇宙論パラメータを推定するために、21世紀に入るとWMAP衛星などを用いた観測が行われ、高い精度で宇宙論パラメータが推定されることになった。

[編集] 近年の宇宙観測による宇宙論パラメータの推定値

2006年現在において求められている宇宙論パラメータには以下のものがある。

WMAPプロジェクトによる観測によって
求められた宇宙の組成
物質名	組成比
バリオン	4.4±0.4%
ダークマター	23±4%
ダークエネルギー（宇宙定数）	73±4%

主な宇宙論パラメータの推定値
記号	推定値	意味
$Ω tot$	$1.02 \pm 0.02$	全エネルギー密度パラメータ
$w$	$< - 0.78$	ダークエネルギーの圧力と密度の比（95%信頼度での上限値）
$Ω Λ$	$0.73 \pm 0.04$	ダークエネルギー密度パラメータ
$Ω b h 2$	$0.0224 \pm 0.0009$	バリオン密度パラメータ
$Ω b$	$0.044 \pm 0.004$	バリオン密度パラメータ
$n_\mathrm{b}\left[cm^{-3} \right]$	$(2.51 \pm 0.1) \times 10^{-7}$	バリオン個数密度
$Ω m h 2$	$0.135^{+0.008}_{-0.009}$	全物質密度パラメータ
$Ω m$	$0.27 \pm 0.04$	全物質密度パラメータ
$Ω u h 2$	$< 0.0076$	ニュートリノ質量密度パラメータ（95%信頼度での上限値）
$η$	$6.1^{+0.3}_{-0.2} \times 10^{-10}$	バリオン・フォトン比
$Ω b / Ω m$	$0.17 \pm 0.01$	全物質中のバリオンの割合
$σ 8$	$0.84 \pm 0.04$	半径 8 h⁻¹ Mpc の球で平均したときの宇宙の密度揺らぎの値
$n 8$	$0.93 \pm 0.03$	波数 0.05 Mpc⁻¹ の球でのゆらぎのスペクトル指数
$d\,n_\mathrm{8}/d\,ln\kappa$	$-0.031^{+0.016}_{-0.018}$	波数 0.05 Mpc⁻¹ の球でのゆらぎのスペクトル指数の微係数
$τ$	$< 0.9$	波数 0.002 Mpc⁻¹でのテンソルスカラー比（95%信頼度）
$z eq$	$3233^{+194}_{-210}$	物質と輻射のエネルギー密度が等しくなる時期
$z dec$	$1089 \pm 1$	脱結合時の赤方偏移
$\Delta\,z_\mathrm{dec}$	$195 \pm 2$	脱結合時の赤方偏移範囲（半値全幅）
h	$0.71^{+0.04}_{-0.03}$	ハッブル定数
$t o$	$137 \pm 2$ 億年	現在の宇宙年齢
$t dec$	$37.9^{+0.8}_{-0.7}$ 万年	脱結合時の宇宙年齢
$t r$	$1.8^{+2.2}_{-0.8}$ 億年	再イオン化時の宇宙年齢
$z r$	$20^{+10}_{-9}$	再イオン化時の赤方偏移
$τ$	$0.17 \pm 0.04$	光学的深さ

[編集] パラメータの解説

密度パラメータ：宇宙のエネルギーの密度を表すパラメータ。エネルギーの密度と臨界密度(宇宙が平坦である場合の密度)の比で定義される。全エネルギー密度パラメータが丁度 1 であるとき、宇宙が平坦であることを表わしている。(平坦性問題)

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[編集] 参考文献

COBE＆WMAPの観測成果に基づく論文集
D. N. Spergel et al., The Astrophysical Journal Supplement Series, 148:175-194, 2003
- 同内容のプレプリント astro-ph/0302209
須藤靖,『一般相対性理論入門』,日本評論社,110-140, 2005
佐藤勝彦,『インフレーション宇宙論』,飛鳥新社
国際ジャーナル論文のCitationは以下参照
- Citebase
高エネルギー物理の論文は以下参照
- SPIRES-HEP
天体物理学の論文等は以下参照
- arXiv.org
- arXiv.orgの国内ミラーサイト

[編集] 関連項目

[編集] 外部リンク

[編集] 大学院等へのリンク

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最終更新 2009年6月10日 (水) 08:26 （日時は個人設定で未設定ならばUTC）。
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