Leading Edge 科学の最前線から宇宙論研究の先頭を走る「WMAP チーム」の要“世界で最も注目された論文” の著者に聞く

WMAP は「宇宙背景放射」を通じて宇宙のなぞにせまる観測衛星だ。宇宙背景放射とは，宇宙誕生から間もない時期に発せられた光のことで，宇宙の構造や歴史のなぞを解く手がかりがつまっている。WMAP チームのキーパーソンとして活躍する小松英一郎博士に，観測生活のようすや，その成果について語ってもらった。

小松英一郎

マックス・プランク宇宙物理学研究所所長
東京大学高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構（IPMU）上級科学研究員

天文図鑑に感動した少年が，世界随一の宇宙観測チームへ
僕が宇宙に興味をもったきっかけ
ずは，小学校五年生の時に見た天文図すればよいのか，まったくわかりませっていました。その一方で，ほとんど場所によって温度や偏光度が少しずんでした。そんなときに，当時京都大のメンバーは新しい加入者を受け入れつちがう，つまり “むら” があるん

学にいらした杉山 直 教授（現名古屋ることに消極的で，そこでのせめぎ合です。このむらをもとに，宇宙の地大学教授），東京大学の須藤靖教授，いがあったようです。

図がつくられます。その地図を解析

すぎ やま なおし

す とうやすしかん

それから，二間瀬教授の 3 人が，アM42 の大きなカラー写真でした。そメリカのプリンストン大学に行けばよ

結局，MAP の打ち上げが無事にいのではないかということを教えてく終わった 2001 年に，ようやく新規れました。

加入することを認められました。認め

鑑にのっていた，オリオン座の大星雲れを見て感動して，宇宙の世界へのめりこんでいきましたね。

かん げいや，ダークマター（暗黒物質）の量などをみちびき出すわけです。

られたといっても歓迎されたわけでは

たとえば，僕たちは宇宙の年齢が杉山先生と須藤先生は，プリンスなく，最初部屋に入った瞬間には「あ137 億歳だと突き止めました。そのふた ま せ とし ふみ

トン大学の教授で，MAP のメンバーぁ，きらわれているな」ということをためにどのような解析を行ったかと教授のもとで宇宙論の研究をしていまであるデイビッド・シュパーゲル教授感じましたね（笑）
。その後は，自分いうと，観測にもとづいてできた宇のことを個人的にもよく知っていたので研究して成果を出して，徐々に信頼宙地図をよく見ると，ある特定の大で，手紙や推薦状を書いていただいを勝ち得ていくしかなかったです。時きさをもったスポットがたくさんあて，ねじ込んでもらえたという感じで間はかかりましたが，最終的には受けるんです。このスポットの見かけのす。僕としてはふってわいたようなチャ入れてもらうことができました。

大きさは観測からわかっています。

その思いは成長してもかわらず，大学時代には，東北大学の二間瀬敏史した。その中で，宇宙背景放射というねん れいものを見れば，宇宙の組成や年齢がわかってしまうらしい，ということを知ったんです。

すい せん じょうンスでした。
かい せき

そのためには，観測データを解析して，結果を出さないといけないわけですよね。それならば，それを自分でマ ッ プ

やってみたいと思いました。MAP（のダブリューマップ

ちの WMAP）の観測チームに参加したいと思った第一歩です。
小松英一郎／こまつ・えいいちろう
1974 年，兵庫県生 まれ。27 歳 のとき，WMAP 宇宙背景放射観測チームに加入。その成果をまとめ，筆頭著者を務めた論文 2 編は，トムソン・ロイター社によって， それぞれ 2009 年 と 2011 年度 の 最多引用論文 に選出された。論文の引用数は，その研究の注目度を示す指標とされている。
2012 年 8 月 15 日づけで，ドイツ，112・プランク宇宙物理学研究所所長に就任。
マックス

して得られた結果から，宇宙の年齢そうはいっても，自分 1 人ではどう
宇宙背景放射宇宙全体をほぼ一様に満たし，宇宙のあらゆる方向から向かってくる光のこと。宇宙誕生から約 38 万年後に発された光であり，観測することのできる，最も古い，そして最も遠い光である。

しゅんかん

じょじょ

宇宙の “地図” を読みとく

さいつ

それに加えて，僕たちはそれぞれのスポットの真の大きさを理論的に知願ってもないチャンスをつかむため，チームの中で僕は主に，宇宙の温っているので，このスポットまでの1999 年に渡米しました。しかし，す度分布と偏光度（光の振動方向のか距離がわかるわけです。宇宙背景放べてが順調にいくわけではありません

たよりの度合い）の分布を示す地図

射はいちばん古くて遠い光なので，でした。MAP は全部で 20 人ほどのの解析を行っていました。まず，衛そこが今見えている宇宙の最果てと小さなチームです。シュパーゲル教授

星からさまざまな方向の宇宙の温度いうことになります。そこまでの距は，その人数ではどうやっても人手不と偏光度を観測したデータが送られ離を光の速さで割って出てきた時間

足なので，新たなメンバーを入れたがてきます。これらは均一ではなくて，が，宇宙の年齢です。

MAP（Microwave Anisotropy Probe）

ダークマター（暗黒物質）

へん こう ど宇宙背景放射の観測を目的に打ち上げられた観測衛星。打ち上げ後に，MAP の発案者の一人で天文学者のデイビッド・ウィ
ルキンソン教授が亡くなったため，その名前を冠して「WMAP（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe）」となった。

きょ り

宇宙にある物質のうち，みずから光（電磁波）を放たない（光らない），あるいは電磁波と相互作用をしないために，電磁波では観測できないとされる物質のこと。現在の宇宙のエネルギーの約 23％を占めるとされ，その正体として未発見の粒子などが候補にあげられている。

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を明らかにするわけです。ほころびが宇宙背景放射でみる宇宙の歴史
宇宙背景放射
（宇宙誕生から約 38 万年後）現在の宇宙（宇宙誕生から約 137 億年後）
WMAP による 宇宙背景放射 の 観

宇宙背景放射 の 分布 を 見 ると，初期宇宙の温度は一様ではな
く，温度 のむらがあることがわ

測 とその 分析 から，宇宙 の 年齢 はかる。 このむらが，後 の 銀河 な137 億歳 だと 突 き 止 められた。 まどの “種” になったとされる。

宇宙について考えるための枠組みや方インフレーション理論は今のとこ

1980 年。それを観測的に検証でき向性を示すことができたという点で，ろ，ほかの理論とくらべても一番単純る時代に，ようやくなったわけです。

実は有益なんですね。観測データからでデータともよく合うので，支持され現在宇宙背景放射の観測を行っていすでに棄却されていることを考えつづています。しかし，実験や観測でしっるヨーロッパの Planck が，その成果けても，しかたがないわけですから。

かりと確認できるまでは，ただのおとをまとめたものを来年発表します。結ぎ話にすぎないんですね。

果が非常に気になりますね。

き きゃくた，現在 の 宇宙 のエネルギーのうち，約 4% が通常の物質，約 23%がダークマターであるということ

ビッグバンは，宇宙背景放射を通じて，初期宇そもそも，インフレーションという宙の姿をそのまま見ているという点でのはむちゃくちゃなことなんですよ。

分 だということを 示 しており，物質ではない未知のエネルギー（ダー宇宙の歴史を知るためのカギは，“ダークエネルギー”す。僕たちは，まるで宇宙を実際に見現在宇宙は加速膨 張 していて，100僕の最終目標は，宇宙の歴史を最てきたかのようなことをいいますよね。

億年後には宇宙の大きさは 2 倍にな

初から最後まで明らかにすることで重 要 な 証 拠 と な っ て い る。 現 在，ダークエネルギーは宇宙の約 73%を占めるとされている。

それは，本当に「実際に見てきている」るといわれています。それにくらべて，す。ただ，宇宙のはじまりといわれるからにほかならないんですよ（笑）
。

現在のインフレーション理論では，宇インフレーションにせよ，宇宙の未来インフレーション理論にひそんでいるかもしれない “ほころび”

分 の 1 秒（1 秒 のにせよ，どちらもダークエネルギー（暗1000 兆分の 1 のさらに 1000 兆分の 1 のさらに 1 万分の 1）の間に大き黒エネルギー）がカギとなっています。

今の僕の課題は，インフレーショさが数十けたも増大したというわけでないことには，宇宙の全ぼうを知るンが本当にあったかどうかを検証する

すから，こんなむちゃくちゃなことはのはむずかしいでしょうね。

ことです。実は，今回の観測の結果ないですよね。簡単に信じてはいけました。実際のところ，宇宙の年齢やから，初期宇宙は，ほとんどのインフ。
せんよ（笑）

宇宙に存在するダークマターの量なレーション理論が予測するような，“一クエネルギー） の 存在 を 裏 づける

インフレーション

宇宙初期におきた急激な加速膨張。

ピラミッドの実際の高さがわかっといけません。ていて，なおかつ自分がいる位置かWMAP での観測の特筆すべき点

プ ラ ン ク物質（通常の物質とダークマター）だけでは 宇宙 を 構成 するのに 不十も 明 ら か に な っ た。 こ の 結 果 は，灼熱の初期宇宙。このとき，宇宙は光で満たされていた。

これはとんでもない発見です。インフレーション 理 論が提 唱されたのが何もみつからなかった，という結果も，
わく ぐ

宇宙誕生可能性が出てきました。

ぼう ちょう宙は 最 初 の 1034

このダークエネルギーの正体がわから観測的に多くのことがわかってきたとはいえ，僕たちが見ることができるらどれくらいの大きさで見えるか，実は，得られたデータの具体的など，宇宙のパラメーターとよばれるもつのエネルギー源による加速” をしてインフレーションが今考えられていのは光が進むことのできた距離だけ

つまり見かけの大きさがわかってい解析方法は，MAP の打ち上げ前にのは，WMAP の 3 年分のデータのいたわけではないかもしれないというるようなものではない，となったら，です。宇宙はえたいのしれないものなれば，自分とピラミッドの距離がわはっきりと決まっているわけではあ

解析結果を発表した 2007 年くらいので，簡単にすべてがわかってはいけかりますよね。宇宙の最果てとの距りませんでした。打ち上げた後にさまでには一通り出そろっていたんです。

ないんですよ。でも，少なくとも見え離を求める方法も，基本的にはこれまざまな解析方法を試してみて，アその中で，なぜ 2009 年や 2011 年ている部分くらいはわかりたい，といと同じ原理なんですよ。

イデア次第でいくらでも新しい知見になってこの論文が注目してもらえた

うのが僕たちのささやかな願いです。

を得ることができるんです。そのよかというと，現在の宇宙の標準理論

うに自由度が高いからこそ，やりがに “ほころび” がないかどうかを必死いがありましたね。にさがしたからだと思います。

さまざまな役割がある中で，僕がこう けんチームに貢献できたのは，観測デーとはいえ，ダークエネルギーの正体が完全にわかってしまえば，僕の一タの解析と科学的解釈の部分です。
僕は観測を通じて，宇宙のはじまりといわれるインフレーション理論 を検証したいと思っていました。インフレーションはどのようにおきたのか，そもそもおきたのかどうかを知るためには，今までになかったような新しい視点で観測データを見ない二度の論文引用数世界一の裏にあった，理論の “ほころび” 探し研究者たちはどうやら皆同じことをけです。もしそうなったら，今度はま考えていて，標準理論のほころびをみた何か別の研究をやるんでしょうね
こう き しん2009 年 と 2011 年 に，WMAPの 5 年分と 7 年分のデータの解析結つけたいようです。でも，具体的に何（笑）
。そういう好奇心と，わからないをどのようにさがしたらよいのかがわ

ことがあったらわかるまであきらめな

果 を そ れ ぞ れ ま と め た 論 文 を，からない。そこで，観測にもとづくデいという気持が，研究者にとってはと「Astrophysical Journal Supplementータを僕たちが提供することで，「こうても大切だと感じています。

Series」というジャーナルに発表しまいうことはありえません」という限界

アストロフィジカル ジャーナル

サ プ リ メ ン ト

シ リ ー ズ

インフレーション理論

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応の目的をなしとげることができるわ

ビッグバンより前におきたと考えられている，宇宙の急激な加速膨張に関する理論。インフレーションを引きおこした何らかの未知のエネルギーは，インフレーションが終了した瞬間，現在の宇宙のすべての物質や光に生まれかわり，宇宙は灼熱状態になったとされる。

宇宙の標準理論

ビッグバン宇宙論（膨張する宇宙の時間をさかのぼれば，大昔の宇宙は今よりも小さく，高温・高密度で灼熱状態だったとする理論）に加え，それ以前にインフレーションという時期があったとする仮説を含めた，宇宙誕生に関する理論。

「宇宙のはじまりと終わりを突き止めたいですね」と熱く語る小松博士。

PlanckESA（ ヨ ー ロ ッ パ 宇 宙 機 関 ） が 2009 年 に 打 ち 上 げ た 観 測 衛星。WMAP と同様に，宇宙背景放射の観測を目的としている。
WMAP より解像度も感度も高く，新たな事実の発見が期待される。

a（担当：編集部 寺山 舞）

ダークエネルギー（暗黒エネルギー）

現在の宇宙のエネルギーのおよそ 73％を占めるとされる，正体不明のエネルギー。宇宙空間を一様に満たしており，引力ではなく斥力（遠ざけようとする力）のような作用をおよぼすと考えられている。くわしくは，
18 〜 45 ページの Newton Special を参照。

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