100億年前の希少な超新星が、ダークエネルギーの秘密を解き明かすカギに？

「同じ爆発を何度も見る」なんて、できるはずがない——でも、できちゃったんです

同じ花火が、空で何度も爆発したら？　しかも、それぞれが「少しずつ違う瞬間」を映しているとしたら？　SF映画みたいな話ですが、宇宙ではこれが本当に起きているんです。

突然ですが、宇宙は今も広がり続けているって知っていましたか？

しかも、ただ広がっているだけじゃない。その速さはどんどん加速しているんです。

「なぜ加速しているの？」——これが、現代の天文学者たちを悩ませる最大の謎のひとつです。その犯人として疑われているのが「ダークエネルギー（暗黒エネルギー）」と呼ばれる正体不明の力。宇宙全体の約70%を占めていると言われていますが、誰もその正体を直接見た人はいません。

名前はかっこいいですが、つまり「宇宙を加速させている何か、でも何かわからない」という、ちょっと歯がゆい存在なんです。

そんな謎を解くヒントが、思わぬ形で見つかりました。

天文学者たちが発見したのは、今から100億年以上前に起きた「超新星爆発」です。超新星爆発というのは、太陽よりもはるかに重い星が寿命を迎えたとき、ものすごい勢いで爆発する現象のこと。イメージとしては、宇宙規模の「最後の花火」です。

ただ、100億年以上前というのはとんでもない距離の話。光の速さで進んでも100億年以上かかるほど遠い場所の出来事を、どうやって観測できたのでしょうか？

ここで登場するのが「重力レンズ」という現象です。

アインシュタインが100年以上前に予言していたことなのですが、重力はなんと光を曲げることができます。

そして、その爆発と地球の間にたまたま「別の銀河」が存在していました。この銀河の重力が、遠くからやってくる超新星の光をぐにゃりと曲げ、まるで虫眼鏡のように光を集めて明るく増幅してくれたんです。

例えるなら、遠くにある小さなロウソクの炎を、ガラスの器越しに見たら突然ぱっと明るく見えた、そんなイメージです。

おかげで、本来なら暗すぎて見えないはずの100億年前の爆発が、驚くほどはっきりと観測できた——これが今回の発見の第一のポイントです。

さらに面白いのはここからです。

虫眼鏡で光が曲げられるとき、光はひとつのルートだけを通るわけではありません。右回りで来る光、左回りで来る光、いくつかの「別々のルート」を通って地球に届くんです。

そのため、地球から見ると、同じ超新星爆発が空の違う場所に複数の像として映るという不思議なことが起きました。

そしてもうひとつ重要なことが。

それぞれのルートは、通る距離が微妙に違います。長い道を通ってきた光は、当然少し遅れて到着します。これはつまり——同じ爆発の「少しだけ違う時点」が、別々のタイミングで届くということです。

言い換えると、研究者たちは同じ爆発の「過去」と「もう少し後」を同時に眺めることができたんです。まるでタイムラプス映像のように、ひとつの爆発の進み方をリアルタイムで追跡できた——これが今回の最大の発見です。

「でも、爆発の映像を複数見られるのと、ダークエネルギーにどんな関係があるの？」

鋭い疑問ですね。実はここに、とても巧妙なトリックがあります。

それぞれの光が「どれくらいの時間差で届いたか」は、宇宙がどのくらいのペースで膨張しているかによって変わってきます。

宇宙が膨張すると、光の通り道自体も引き伸ばされるからです。つまり、到着時間の差を精密に計測すれば、宇宙の膨張速度——ひいてはダークエネルギーの性質——を逆算できる可能性があるんです。

これまでダークエネルギーの研究は、様々な方法で行われてきましたが、それぞれの方法が示す答えが微妙にズレていて、科学者たちを悩ませてきました。今回のように「同じ爆発の複数のタイムスタンプ」を使う手法は、その謎を解く新たなアプローチとして大きな期待を集めています。

今回の発見はあくまで「有望な一例」です。ダークエネルギーの謎が今すぐ解けた、というわけではありません。

でも、100億年以上前の爆発の光が、銀河をレンズ代わりにして、複数のルートで地球に届き、その時間差が宇宙の膨張の証拠になる——こんなドラマティックな仕組みを利用できると示されたこと自体、大きな一歩です。

今後、同じような「重力レンズで増幅された超古い超新星」をもっとたくさん見つけることができれば、ダークエネルギーの正体にじわじわと迫れるかもしれません。

もしかすると、宇宙の謎を解く答えは、遠い過去からゆっくりと時間をかけて、私たちのもとに届きつつあるのかもしれませんね。