なぜ宇宙の膨張率は、2つあるのか

00 · まず3分で

答えは、3つの要点でわかる

01 · 一つの量、二つの道

ハッブル定数 H₀ は「現在の宇宙がどれほど速く膨張しているか」の尺度です。値が大きいほど、同じ距離の銀河はより速く遠ざかります。問題は、一つの望遠鏡で直接読む目盛りではないことです。

研究者は、近い天体から順に距離を積み上げる道と、若い宇宙の姿を測って宇宙史のモデルを現在まで進める道を使います。独立した道が一致すればモデルと較正の強い検証になります。

02 · 距離のはしご

局所測定は、幾何学的に距離が分かる天体、明るさの周期が距離指標になるセファイド、そして遠方でも見えるIa型超新星を順に結びます。各段が次の段を較正するため「距離のはしご」と呼ばれます。

SH0ESチームの代表的な結果は 73.04±1.04 km/s/Mpc です。これは現在に近い宇宙を測る方法ですが、セファイドの混雑、塵、金属量、超新星の標準化など、段ごとの系統誤差を厳しく点検する必要があります。

03 · 宇宙の幼年期から

別の道では、宇宙誕生から約38万年後に放たれた宇宙マイクロ波背景放射の細かな温度模様を測ります。模様の角度スケールには、物質量や初期の音響振動の情報が含まれます。

Planck衛星のデータを平坦な6パラメータモデルで解釈すると、H₀ は 67.4±0.5 km/s/Mpc になります。これは背景放射だけの直接速度測定ではなく、観測と宇宙モデルを組み合わせた推定です。

FIG. 03答えは、3つの要点でわかる

ハッブル定数は、銀河の距離が増すほど後退速度がどれだけ増えるかを表します。

公表値の不一致は無視しにくい一方、隠れた系統誤差と標準モデル外の物理を識別する決定打はありません。「新物理の証明」ではなく、複数の独立測定を促す精密宇宙論の未解決問題です。

数値は代表的な公表値です。初期宇宙側はモデル依存、局所側は較正の積み重ねに依存します。

04 · 誤差棒が重ならない

二つの中心値の差は、それぞれが公表する不確かさより大きく、単純な偶然では説明しにくい水準に達しています。この持続的な不一致が「ハッブル・テンション」です。

ただし「67か73のどちらかが真で片方が間違い」と即断はできません。方法が異なるため、見落とした共通誤差、天体物理の補正、宇宙史モデルの仮定のどこに差が潜むかを切り分ける必要があります。

05 · 誤差か、新しい物理か

新しい物理の候補には、初期宇宙で一時的に働くエネルギー成分、ニュートリノの性質、重力や暗黒エネルギーの修正などがあります。しかし候補は背景放射だけでなく、元素合成、銀河分布、重力レンズなど他の観測にも同時に合わなければなりません。

一方、距離のはしごを別の星やメーザー、重力波で組み直す研究も進みます。独立手法が同じ側へ集まるかどうかが、系統誤差と新物理を区別する鍵です。

06 · 見出しの読み方

「宇宙の膨張率が二つ」は便利な言い方ですが、宇宙が場所によって二種類の速度で膨張するという意味ではありません。同じ現在値を、異なる時代と仮定から求めた結果が一致しないのです。

したがって最も正確な結論は、標準ΛCDMと現在の較正手順を組み合わせた予測に未解決の緊張がある、です。差が本物である可能性は高まっても、その原因が新物理だと確定したわけではありません。

07 · 出典と証拠

本文は、以下の資料で確認できる証拠の順序に沿っています。リンクは原資料を開きます。

01
Planck Collaboration · Planck 2018 results VI
共同研究一次成果として、本文の主張または限界設定の根拠に用いた資料です。
共同研究一次成果 ↗
02
Riess et al. · A Comprehensive Measurement of the Local Value of H0
一次研究として、本文の主張または限界設定の根拠に用いた資料です。
一次研究 ↗
03
NASA Science · Hubble Constant and Tension
公式解説として、本文の主張または限界設定の根拠に用いた資料です。
公式解説 ↗
04
NASA LAMBDA · Hubble Constant
データ概説として、本文の主張または限界設定の根拠に用いた資料です。
データ概説 ↗

更新履歴2026年8月27日 · 初回5言語版。確度表現・図解・出典の対応を確認。