宇宙を膨らませる「謎の力」が、弱まり始めている。

編集・制作：未知なる宇宙科学 ARCHIVES 編集部

宇宙の膨張を駆動する「ダークエネルギー」が、変化しつつある可能性

今この瞬間も、宇宙は膨張しています。遠くの銀河ほど速く私たちから遠ざかっており、その膨張を駆動していると考えられているのが「ダークエネルギー」と呼ばれる存在です。宇宙の全エネルギーの**約68%**を占めながら、その正体は現代物理学にとって依然として未解明のままです。

2024年から2025年にかけて、その正体をめぐる重要な観測結果が発表されました。宇宙の膨張を駆動してきたこの力が、時間とともに弱まってきている可能性を示すデータです。もしこれが確認されれば、現代宇宙論の根幹をなす前提の修正を迫ることになります。

宇宙膨張の発見から、加速膨張の発見まで

宇宙が膨張しているという事実を、人類が認識してからまだ100年ほどしか経っていません。

20世紀初頭、宇宙は永遠不変で静止しているというのが支配的な見方でした。アインシュタインも例外ではなく、自身の一般相対性理論の方程式が「宇宙は膨張または収縮するはずだ」と示したとき、それを認めませんでした。彼は「宇宙定数（Λ：ラムダ）」という項を方程式に付け加え、宇宙を静止させようとしたのです。

転換点は1929年です。天文学者エドウィン・ハッブルが、遠くの銀河ほど速く遠ざかっているという観測結果を示しました。宇宙は静止していなかった。アインシュタインは宇宙定数の導入を「我が生涯最大の過ち」と呼んで撤回したとされています。

次の衝撃は1998年に訪れます。遠方の超新星（星の大爆発）を観測していた研究チームが、宇宙の膨張が重力によって減速しているのではなく、加速しているという事実を突き止めたのです。物質同士が重力で引き合う以上、膨張は減速するはずでした。ところが実際は逆でした。

何かが空間そのものを内側から押し広げていた。この発見は2011年にノーベル物理学賞を受賞し、撤回されたはずのアインシュタインの宇宙定数が再び注目を集めることになります。その未知の力に与えられた名称が、ダークエネルギーです。

宇宙の約95%を占める「見えない成分」

ここで、宇宙の構成比を整理しておきます。

私たちの知る原子でできた「通常の物質」——星も惑星もあなたの身体も含めて——は宇宙全体のわずか**約5%**です。残りは次の二つに分けられます。

• ダークマター（暗黒物質）：約27%。光を発さず直接観測できないが、その重力的な影響から存在が推測されている物質。銀河の形成や構造に深く関わっていると考えられています。
• ダークエネルギー：約68%。空間の膨張を加速させている未知のエネルギー。

つまり、宇宙の約95%は正体不明の成分で占められています。教科書で学ぶ物理学が詳細に記述できているのは、宇宙全体のわずか5%にすぎないということです。

ダークエネルギーの特に奇妙な点は、宇宙が膨張して空間が広がっても、その密度が変わらないように見えることです。通常の物質やエネルギーは、空間が膨張すれば薄まります。ところがダークエネルギーは、空間が増えた分だけ新たに補充されるかのように振る舞います。これは「真空そのものが持つエネルギー」、すなわち何もない空間に本来備わったエネルギーとして解釈されることがあります。

この力の大きさは時代や場所を問わず一定だと考えられてきました。アインシュタインの宇宙定数がまさにそれを意味しており、現代宇宙論の標準モデル「ΛCDMモデル」の根幹をなす前提です。銀河が糸のように連なる**コズミックウェブ（宇宙の大規模構造）**を含む宇宙の姿は、この「変化しない力」を前提として整合的に説明されてきました。

DESI観測装置が示した「力の変化」の兆候

アメリカ・アリゾナ州キットピーク国立天文台に設置された**DESI（ダーク・エネルギー分光装置）**は、現時点で人類が構築した中で最も精密な宇宙の三次元地図を作成しています。

DESIは5,000本の極細の光ファイバーを備え、一度に5,000個の銀河やクエーサーの光を同時に捉えることができます。数年にわたる観測で数百万から数千万個の天体の位置と距離を測定し、宇宙が膨張してきた歴史を過去110億年以上にさかのぼって再現します。膨張速度が時代によってどう変化してきたかを読み解く試みです。

2024年4月から2025年にかけてDESIチームが発表した解析結果は、ダークエネルギーが「定数」ではない可能性を示唆するものでした。観測データを最もよく説明するモデルによれば、ダークエネルギーの強さは宇宙の初期においてより大きく、時間とともに徐々に小さくなってきているとされます。

この傾向は、超新星のデータや宇宙マイクロ波背景放射（宇宙誕生直後に放たれた光の名残）と組み合わせると統計的な有意性が高まりました。一部の解析では、従来モデルからのずれが**信頼度にして2.8〜4.2σ（シグマ）**に達したと報告されています。

物理学で「発見」とみなされる基準は5σです。現時点ではそこに届いていません。系統誤差や測定上の偏りが原因である可能性もまだ排除できていないため、研究者たちは慎重な姿勢を崩していません。ただ、単純な偶然として無視できる数字でもありません。

ダークエネルギーが変化するとした場合の理論的解釈

もしダークエネルギーが本当に時間変化する性質を持つとすれば、それはアインシュタインの宇宙定数という枠組みでは説明できません。現在議論されている仮説の一つが、**クインテッセンス（第五元素）**と呼ばれる概念です。

これは、宇宙空間に満ちる未知のエネルギー場が時間とともにゆっくりと変化するというモデルです。真空の固定したエネルギーではなく、時間と空間の関数として変動する「動的なエネルギー場」と考えるわけです。標準的な物理学の枠組みを超える新しい理論を必要とします。

ダークエネルギーの性質が確定することは、宇宙の未来の予測にも直接関わります。力が一定のまま続くなら、宇宙はやがてすべての星が燃え尽き、極低温の暗黒へと向かう**「ビッグフリーズ（熱的死）」が有力なシナリオです。しかし力が弱まり続け、やがて反転して引力に転じるなら、膨張が止まって宇宙が一点に向かって収縮する「ビッグクランチ」**の可能性も浮上します。

どちらのシナリオが正しいかは、ダークエネルギーの性質が解明されなければ答えが出ません。

今後の観測で何が明らかになるか

現時点でわかっていることと、まだわかっていないことを整理しておきます。

確認されていること

• 宇宙の膨張は加速しており、その原因としてダークエネルギーが有力候補である
• DESIの観測データは、ダークエネルギーが定数である従来モデルとの統計的なずれを示している
• そのずれの信頼度は現時点で2.8〜4.2σの範囲にある

まだわかっていないこと

• このずれが実際のダークエネルギーの性質を反映したものか、観測の系統誤差によるものか
• ダークエネルギーの正体（真空エネルギーなのか、クインテッセンスのような動的な場なのか）
• ダークエネルギーが変化するとした場合、その変化の方向（弱まり続けるのか、反転するのか）

DESIは観測を継続しており、今後数年で天体データ数がさらに増えることで統計精度が上がります。誤差が縮まれば、このずれが本物かどうかの判断もより確かなものになるでしょう。

宇宙の膨張は今この瞬間も続いています。その膨張を駆動する力の正体を問う試みは、宇宙論の根本的な問いに直結しています。宇宙の約95%を占める未解明の成分のうち、最大の割合を持つダークエネルギーの性質が解明されることは、現代物理学の大きな目標の一つです。DESIの発見はその探究における、現時点で最も注目すべき手がかりの一つといえます。