ダークマターとダークエネルギーの違い｜観測の根拠と宇宙の将来

ダークマターって本当にあるの？
宇宙ってどうなってるの？

SFの世界やゲームの中でのイメージが先行して、見上げた空の先に本当にそんな世界が広がっているという意識はなかなか持てません。

しかし、現代科学の進歩によって情報収集と分析が進み、何となくの世界観が見えてきました。

この記事では、ダークマターやダークエネルギーというものについて今どの程度のことが分かっていて、どんなものなのかを簡単に紹介します。

宇宙の彼方に思いを馳せて、たまには少しぼーっと妄想してみるのも悪くないでしょう。

ダークマターとは

ダークマター（dark matter）とは、日本語では『暗黒物質』と表現されます。

これもSFの世界の設定ではなく、サイエンスの世界で実際に用いられている正式名称です。

天文学的現象を説明するために考えだされた「質量は持つが、光学的に直接観測できない」とされる、仮説上の物質である。”銀河系内に遍く存在する“、”物質とはほとんど相互作用しない“などといった想定がされており、間接的にその存在を示唆する観測事実は増えているものの、その正体は未だ不明である。

Wikipedia『暗黒物質』より

つまり、『こういうものがあるとしか思えない』として設定されたものです。

まだ誰も『これが暗黒物質です』と言って、手に取ることが出来ないものです。

その存在根拠や、なぜ『あるとしか思えないのか？』はこの後説明します。

その前にもう一つの暗黒、ダークエネルギーについて紹介します。

ダークエネルギーとは

ダークエネルギー（dark energy）とは、日本語では『暗黒エネルギー』と表現されます。

現代宇宙論および天文学において、宇宙全体に浸透し、宇宙の膨張を加速していると考えられる仮説上のエネルギーである。2013年までに発表されたプランクの観測結果からは、宇宙の質量とエネルギーに占める割合は、原子等の通常の物質が4.9%、暗黒物質(ダークマター)が26.8%、ダークエネルギーが68.3%と算定されている。

Wikipedia『ダークエネルギー』より

ダークエネルギーもまたダークマターと同様に正体は不明ですが、その存在自体は“あるもの”として認識されています。

アインシュタインが一般相対性理論の中に置いた『宇宙定数で表される真空のエネルギー』なのか、はたまたクインテッセンスと呼ばれる第五の力（重力、電磁気力、弱い力、強い力以外）なのか。

結論は出ていませんが、その存在の裏付けは出てきていますので、次はそれを紹介します。

暗黒物質/暗黒エネルギーの存在の裏付け

地球からどんどんと視野を広げて見てみると、太陽系があり、天の川銀河があり、無数の銀河が存在している広大な宇宙が広がっていますが、その全体的な構造が明らかになって来ています。

その構造そのものがダークマター/ダークエネルギーの存在の裏付けになり得ます。

宇宙の大規模構造

宇宙の大規模構造と呼ばれますが、それは実はかなり“スカスカ”で、いわば石鹸の泡のような構造になっていることが分かっています。

実際に『宇宙の泡構造』と呼ばれることもあり、ビールの泡のようなきめの細かいものではなく石鹸の泡のイメージです。

その泡の表面部分、膜を張っている部分に銀河が存在していて、泡の内部の空気に当たる部分（超空洞=ボイド）にはほとんど何も無い、というのが宇宙の大規模構造です。

宇宙の大規模構造は銀河フィラメントと超空洞が複雑に入り組んだ構造であるが、これはあたかも石鹸を泡立てたときにできる、幾重にも積み重なった泡のような構造である。つまり、泡の膜面たる銀河フィラメントには銀河が存在し、泡の中の空洞たる超空洞には銀河がほとんど存在しない。

Wikipedia『宇宙の大規模構造』より

銀河の大規模構造だけで、暗黒物質と暗黒エネルギーの両方が直接確認されたわけではありません。銀河の運動、重力レンズ、宇宙背景放射、遠方の超新星など、異なる観測を組み合わせて検証されています。

しかも驚くべきはその量です。

普通の感覚だと地球上は物質であふれていて、どこにダークマターが転がっているんだろう？と思ってしまいます。

しかし宇宙全体でみると物質は極端に少なく、なんと宇宙のたった4.9%を構成しているに過ぎないことが分かって来たのです。

その反面、ダークエネルギーはおよそ70%、ダークマターはおよそ25%を占めます。

二つは名前が似ていますが、役割は違います。暗黒物質は重力を通じて物質を集める側、暗黒エネルギーは宇宙の加速膨張を説明する側です。同じ物質の別名ではありません。

ダークマターは観測出来るの？

ダークマターは不可視物質なので、直接目視は出来ません。

しかしその存在や分布を検出する試みは多く、代表的な報告の一つとして2012年の論文があります。

A filament of dark matter between two clusters of galaxies（Jörg P. Dietrichら、Nature, 2012）

この論文では、フィラメント状に分布するダークマターを実際に確認したとされています。

ここで検出したのは、重力レンズから推定される質量の分布です。暗黒物質を構成する粒子を直接検出した報告ではありません。「直接見えた」と「重力の作用から存在を推定した」を区別しましょう。

その後も液体キセノンによる検出などの試みが継続的に行われています。

いつの日か、その正体が掴める日が来るでしょう。

宇宙の末路

暗黒物質/暗黒エネルギーは正体が不明なため、これらが今後の宇宙をどうしていくのかが正確に読めていません。

宇宙は無限に膨張を続けるのか？どこかで膨張は止まって潰れていくのか？

宇宙の将来は、暗黒エネルギーの性質などをどう仮定するかで変わります。「あと何年で宇宙が終わる」と確定した答えは得られていません。

以下の2018年のすばるHSCの研究は、弱い重力レンズを使って宇宙論のパラメーターを制約したものです。それを根拠に、宇宙の寿命が1,400億年と確定したとは説明できません。観測結果と、仮定を置いた将来予測は別です。

宇宙の現在の年齢と、将来いつまで膨張するかは別の問いです。寿命の数字を見るときは、何を「終わり」と呼んでいるのか、どの宇宙論モデルを使ったのかを確かめる必要があります。

宇宙を支配している物質やエネルギーについて理解を深め、地球を含むこの世界がどのような末路を迎えるのか、人類が知る日がいずれ訪れることでしょう。

その時に、人類は避けられない滅亡を知るのか、はたまた希望があるのか、そんな時代に生きてみたいとも思いますし、怖くて知りたくないとも思います。

その前にきっと明らかになるであろう数々の謎をこれからの世代が紐解いていくことになるでしょう。

まずは文明の発達を待ち、そしてゆっくりと成長していくのを待ちましょう。

ダークマターとダークエネルギーの違いを整理

項目	ダークマター	ダークエネルギー
何を説明するか	銀河等の運動や重力レンズから推定される、見えない質量	宇宙の膨張が加速していること
観測との関係	光そのものより、重力の影響を調べる	距離と赤方偏移、大規模構造などを調べる
分かっていないこと	構成するものの正体	加速膨張を生む仕組み

NASAの一般向け解説は、通常の物質を約5％、暗黒物質を約27％、暗黒エネルギーを約68％と紹介しています。これは質量・エネルギーの内訳で、空間の何％が空洞かを示す数字ではありません。元記事で紹介した2013年の割合とも、観測条件と丸め方を分けて見てください。

出典：NASA：Dark Matter、NASA：Dark Energy（2026年10月16日確認）。解説の立場は著者プロフィールをご覧ください。