11の宇宙の蜃気楼がハッブル緊張に一票を投じる

ハッブル定数H0は、現在の宇宙がどれだけの速さで膨張しているかを表す。近傍銀河による最新の測定では、毎秒毎メガパーセク73.5キロメートルとなる。若い宇宙の残光である宇宙マイクロ波背景放射から導かれる予測では67.4だ。両者は8〜9%食い違っている。このハッブル緊張が本物なら、宇宙論の標準モデルは不完全だということになる。

突破口は、どちらかに軍配を上げられるほど精密な、第三の独立した測定である。

光でできた時計

遠くのクエーサー（はるか彼方の銀河の明るい中心核）の手前に巨大な銀河があると、その重力がクエーサーの光を曲げて二つまたは四つの像をつくる。光線はそれぞれ長さの異なる経路をたどるので、私たちに届く時刻もずれる。クエーサーは明滅する。同じ明滅が、時間の遅れをともなってそれぞれの像に現れるのだ。

この遅れと、レンズとなる銀河の質量モデルを組み合わせると、絶対的な距離が得られ、そこからH0が求まる。この手法は中間的な距離のはしごを必要とせず、塵の影響もほとんど受けない。

質量に潜む縮退

落とし穴がある。多くの異なる質量分布が、まったく同じ像を生み出しながら、遅れを、したがってH0を変えてしまうのだ。天文学者はこれを質量シート縮退と呼ぶ。以前の測定は、単純な分布を仮定することで2%の精度に達していた。2020年にその仮定を外すと、不確かさは8%に跳ね上がった。

形を仮定せずに質量を突き止める唯一の方法は、レンズ銀河の中で星がどれだけ速く動いているかを測ることだ。10か国の28人の研究者からなるTDCOSMO共同研究チームが取り組んできたのは、まさにそれである。

この1年で変わったこと

2025年の結果と比べて、チームは次のものを手にした。

• 8個ではなく11個のレンズ化されたクエーサー（四つの像をもつものが九つ、二つの像をもつものが二つ）。
• そのうち9個について、銀河全体にわたって分解された星の運動のマップ。うち六つはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の分光器NIRSpecで作成された。
• 三つのレンズについての、より鮮明なウェッブの画像。
• 球対称の近似ではなく、銀河の星の運動の完全な2次元モデル。
• ユークリッド計画のために準備されたシミュレーションにもとづく、各視線方向に沿って存在する物質の新しい推定。

解析はブラインドで行われた。宇宙論的な値は、内部審査が完了するまで伏せられていた。結果は2026年9月23日に明かされ、変更なしに発表された。

71.1、精度3.3%

宇宙の物質の量を決める超新星のサンプルと組み合わせると、11個のレンズから次の値が得られる。

• H0 = 71.1 km/s/Mpc、不確かさ3.3%。2025年より35%絞り込まれた。
• 時間の遅れをもたない他のレンズ銀河23個を加えると、71.3、精度3.0%。
• 超新星の代わりにDESI銀河サーベイの距離測定を用いると、72.2、精度3.0%。

レンズだけで外部のデータを使わない場合、値は70.6、精度4.9%となる。解析上の選択を一つずつ変えても、H0の変化は1標準偏差未満にとどまる。著者らによれば、後期宇宙を調べる手法の中でこれより精密なのは、近傍の距離はしごだけである。

どちらの側か？

結果は、近傍銀河による測定値から1標準偏差以内にあり、初期宇宙からの予測より1.6シグマ高い。最も精密な組み合わせでは2.2シグマだ。ここでは扱わない姉妹論文は、これを他の後期宇宙の手法と組み合わせ、マイクロ波背景放射との緊張が約2.7シグマ以上になると報告している。

レンズは、マイクロ波背景放射を使わずにDESIサーベイの宇宙のものさしを較正することさえできる。得られた音響ホライズンは140.7 ± 4.3メガパーセクで、プランク衛星から推定される値より約1.5シグマ低い。

暗黒エネルギーへのひと押し

暗黒エネルギーが変化することを許して解析をやり直しても、H0はほとんど動かない。DESIと超新星と組み合わせると、データは完全に一定であり続ける暗黒エネルギーを2.3〜2.5シグマでやや支持しない。示唆的ではあるが、発見にはまったく届かない。この手法で暗黒エネルギーをきちんと測るには、はるかに多くのレンズが必要になる。それらはユークリッド、ルービン天文台、ローマン宇宙望遠鏡によってもたらされると期待されている。

著者らは、新しいデータ、新しい手法、新しいメンバーにもかかわらず、新しい値がこれまでのブラインド測定のすべてと一致していることを指摘している。論文はPhysical Review Dに投稿されており、受理され次第データが公開される予定だ。