宇宙の組成は、星などを構成する物質（バリオン）が5％程度であり、その他はダークマターやダークエネルギーらしいということは聞いたことがあるでしょう。
これは、アインシュタインの一般相対性理論に基づいた「宇宙方程式」に沿って宇宙を観察をした結果の一つです。
しかし、これは一つの官方なので、その他の考え方で宇宙を考えると、全く違う宇宙像になるといいます。
つまり、現在は「ビッグバンで宇宙の歴史が始まった」という考え方が有力ですのでこのような数字が出てきているのですが、逆に言えば、宇宙はどうなっているのか、まだまだ、さっぱりわからないという状態のようです。
現在は一般相対性理論は現在の主流の考え方ですが、それでも、よくわからない物質（またはエネルギー）が大半を占めているということから話をはじめます。
NASAの観測衛星WMAPがすごいことを見つけた
2001年にアメリカが打ち上げた、マイクロ波の異方性を探る観測衛星WMAPは、宇宙のあらゆる方向の電波を調べて、宇宙の温度分布やエネルギー総量を算出したところ、「観測できる物質は総量の4％」という驚愕の結果を示しました。
そして、観測できない残りが、正体不明の物質というのです。
このWMAPの数字「4％」については、後の欧州のプランク探査機のものとあわせて、以下のように修正されています。
NASAのHPより
WMAPは、宇宙生成初期のなごりの「宇宙背景放射」の分布密度にムラがあることを計測して、「宇宙のエネルギー分布は、均一に分布しているのではなくて、泡にような構造で分布している」という事を示しました。
そして、それが、現在考えるれている「宇宙の形」だとされています。
ただ、なぜそのような網目状になるのかということもよくわかっていないようです。
これは、宇宙が急激に膨張したインフレーションや、ビッグバンによって宇宙が生まれたときの膨張時の「ゆらぎ」が、WMAPやプランク探査機によって発見されたということです。
それによって、宇宙の広がりが、エネルギーや重力波として「さざなみ」のように広がっていると考えられています。
だから、多くの科学者は、この考え方に沿って、宇宙ができた時の状態を考えていこうというのが現在の考え方のようです。
この「重力波」は、アインシュタインがその存在を予想したもので、アインシュタイン生誕100年後の2016年になってようやくその存在が確認されました。
そして、重力波の状態やビッグバンのときに発生した「重力波の解明」が一つの鍵になるとして、新たに探査機も打ち上げられており、その成果が期待されています。
宇宙は何でできているのかは現在でも混沌とした状態
宇宙の大部分を占めている物質を観測したところが、その多くが、全く観測では捉えられていない「ダークマターやダークエネルギー」という「観測できないもの」というのです。
しかし、その他の宇宙研究を含めても、現状では、それが何なのかが確認できていません。
見える星などが集まるところにその見えない（見つけられない）何らかの物質が多くあって、それらが星や星雲を作っていて、希薄に分布するガス状の何かが集まって星になり、銀河を形成しているとかんがえて、「観測できないもの」の正体を考えていこうとしているようです。
「ダークマターやダークエネルギー」については、現在のところは、いろいろな仮説があるのですが、それが何なのかは断定されていません。
もしも、何かの見えない物質やエネルギー（すなわち E=mc2 で、エネルギーと質量は同じものですから）がなければ、現在のような「大きく広がった宇宙」の形にはならなかっただろうと考えられています。
WMAPの画像での、銀河や物質（すなわち、観測できるもの）の分布は、泡の接合部分で「網目構造」になっています。
これを「宇宙の大規模構造」と呼ばれます。
その底の部分にダークマター等の見えない物質が多くあって、その泡の合わさった部分（密度が濃いと見られているところ）で星が生まれているというのが現在主流の考え方のようです。
NASAのHPより
ダークマターやダークエネルギーが何なのかが特定されていけば、現在の「約5％」というバリオン（観察できる物質）の量の数字が変わってくる可能性もあります。
そして、その他の宇宙に感する考え方や数値についても仮説はたくさんある状態なので、何かの事実が見つかると急にひっくり返るかもしれません。
ただ、上の宇宙の構成比率は、現在のところで「最も確からしい」という数字とされています。
宇宙のムラは初期の宇宙の名残
WMAPの前に打ち上げられた探査機「COBE」の調査結果でも、宇宙の初期状態は高温の火の玉のようなものであっただろうという考え方が有力でした。
WMAPでさらに、宇宙の広がり方に「ムラがある」とわかってきて、「火の玉宇宙が均一に広がった結果で、現在の宇宙がある」というそれまでの考え方が変わってきました。
それが、宇宙の膨張の過程で生じた「インフレーション」というもので、宇宙の発生初期に、とてつもない急激な膨張があったとする考え方がクローズアップされてきました。
この「インフレーション理論」は、日本の東大教授の佐藤勝彦さんなども提唱しているもので、いろいろな書物も販売されていますが、ビッグバンによる宇宙の急膨張が起こる以前に、真空の持つエネルギーなどが働いて、ビッグバンのきっかけを与えたというのです。
ただ、現在の認識の「光の速度を超えることができない」というアインシュタインの相対性理論も通用しないような空間があって、それが光の速度を越えて膨張しているとなれば、さらに一般人にはイメージすることが難しいですね。
この真空のエネルギーは、真空自体がエネルギーを持っているということです。
すなわち、真空がダークマターなどの「見えない物質」の候補にもなっているのですが、それは後ほど紹介します。
「温度ムラ」といっても、これは、非常に小さい温度差の状態
WMAPの測定した温度差は、0.0002K（2万分の1度）という、気の狂うような高精度測定による温度差で、それを色分けしているのが上の写真です。
これを極端な温度差と言っていいのかどうかも難しいのですが、これをもとにして宇宙の広がり方を考えていこうというのです。
ビッグバンでは重い元素はうまれなかった
元素の出来かたを考えると、超高温超高圧であったと考えられる「生まれたての宇宙」が膨張する過程では、水素などの軽い物質は核融合してできます。
しかし、一般的には、鉄（Fe）より重い元素になると核融合ではできないために、とてつもない力が加わる「超新星爆発」などでできる以外は生成されないと考えられています。
現在の宇宙の存在元素の割合や、安定な原子核ができる核融合の過程から、このことが推定できるというのですが、さらに、これによってビッグバンの過程が説明できるといいます。
ただ、現在考えられている、宇宙の年齢（138億年）や、大きさ（460億～780億光年以上）を生み出すエネルギーとなると、それが途方もなく大きすぎるので、物質の量や分布などから考えても、決定的な考え方がでてこないのが現在の状況です。
でも、実際に、宇宙の構成比率で「バリオンが5％」の状態だというのがWMAP成果の発表から20年以上経ってもはっきりされていないことから、やはり、宇宙は混沌としているということなのでしょう。
確定的な考え方がない状態なので、宇宙の構成について、量子力学でいう「真空」の持つエネルギーや、宇宙は多次元の中に組み込まれているというような、宇宙の状態を推定する考え方（宇宙論における新仮説）がどんどん出てきているのが現状です。
WMAPによって様々な成果が …
WMAPの観測結果から、宇宙の大きさや年齢の決定、宇宙の組成割合、インフレーション宇宙論の可能性や膨張宇宙など、いろいろな成果が得られています。
ただ、それでも、仮説の域を出ていないことなので、いろいろな反論もあります。
つまり、宇宙にはわからないことのほうが多いので、爪の先のような観測では反論が出るのが普通です。
この「宇宙の大きさ」だけを見ても、科学者の間でも、いろいろな数字があります。
ハッブル定数によって簡単に宇宙の大きさは千万年単位で変わるのですが、この、今の数字も仮説に過ぎません。
しかし、このWMAPの観測のパワースペクトルの周期から、宇宙の大きさを三角測量的に算出して「宇宙の年齢は約137億年であり、宇宙の広がりを考えると、大きさは780億光年以上」としました。
これはかなり確からしいということで、現在の宇宙の大きさは137億光年や138億光年という数字がよく使われています。
この137億光年は、宇宙の時空は平坦であるとしたもので、138億光年は、光速度とハッブル定数で算出される大きさですが、もしも時空が変化しているとすれば、この数字も変わってくるので、やはり、これも「仮定」という状況です。
宇宙の年齢が138億歳でも10万歳でも、それらは仮定
特にハッブル定数自体が確定できないので、その見積もりによって宇宙の大きさなどの数字は簡単に変わります。
現在観測される宇宙は、高温でプラズマ状態の「膨張している宇宙」が次第に冷えて、光が直進できるようになったときの境界を見ている『宇宙』です。
その境界が、宇宙が生まれたときから37万年経ったときのこと … というのですから、数字の見方や考え方で宇宙の大きさが変わるのも仕方がないでしょう。
しかし、宇宙が小さくなったということを聞きませんし、私の子供の頃の数十年前には、宇宙の大きさは100億光年以下だった記憶もあるので、「138億年」というように、適当に覚えておいても問題ない数字です。
いずれにしても、人間の一生や地球の一生から考えても、想像もつかない数字です。
だから、新しい探査機が打ち上げられたり、新しい観測データが出れば、億年単位で大きくなるかもしれませんし、時空が曲がっていて、何らかの方法でショートカットできれば、宇宙の果までは1億年でたどり着くかもしれないという現実感のない数字なのです。
だから、一般人が知ったかぶりするようなものではないでしょう。
宇宙に関係する理論についてはどうでしょう
現在の宇宙を考える理論では、相対性理論と素粒子論が両頭となっています。
もちろん、それらは、宇宙関連の理論にとどまっているのではなくて、GPSや携帯電話などにその考え方が生かされて、実用的レベルの技術や製品になっているのはご承知でしょう。
大きな宇宙事象を考えていくには、相対論が優れており、素粒子論は極微の世界で有効だと言われています。
どちらも全体に適用できるものではないようなのですが、ともかく、使える技術や製品がでてきているので、仮説にとどまっていないということになります。
ですが、それでは宇宙が解明できませんから前に進まないのですから、それらの融合を考えたり、全く違う宇宙の状態（仕組み）を考えてアプローチしようという考え方が出てくるのは当然です。
その一つには、この宇宙は一つの状態（1つの宇宙）ではなく、いろいろな宇宙が重なり合っているという考え方などがあります。
つまり、小さい1点から宇宙ができたとするビッグバン宇宙ではなく、我々が認識できない別の宇宙かあると考えるもので、超弦理論や多次元宇宙、マルチユニバースなどの考え方があります。
これらも、もちろん仮説です。
その考え方によれば、現在考えられている「3次元世界＋時間の4次元」ではなく、もっと多次元を考えることで宇宙の仕組みを考えようというものです。
もちろん、これらは「宇宙論の仮説」であり、これらの色々な考え方を融合していくと、ダークマターやダークエネルギーの正体が見えてくるというものでもありません。
検証していくのが困難（あるいは検証できそうにない）なので、いずれにしても、これらの説がしっかりした理論になるまでには、いずれにしても、時間がかかるでしょう。
これらの「多次元宇宙」を考えている科学者は、「ビックバン＋インフレーション理論でアインシュタインの宇宙方程式が記述できる」などという現在主流の考え方ではない、全く違った「宇宙のすがた」を考えているようなのです。
ただ、このような話題は、話の種としては面白いのですが、書籍を読んでも一般人には現実感がなく、内容もほとんど理解しにくいものですが、私なりに簡単に紹介します。
超弦理論
現在の「素粒子理論」では素粒子が物質を作っているとしていますが、先ほど紹介したように、一般相対性理論と量子論の辻褄が合うように統合できるという理論のようです。
現在は未発見の「重力子」を含めて、物質の極小限を、現在分かっている素粒子よりも遥かに小さい「プランク長：10-35m」以下の「多次元のひも」だと考えると、現在考えられている素粒子についての説明できる … という考え方です。
もっともこれは、検証するのも難しい数学的理論なので、科学者や数学者さえも、頭の中で簡単にイメージできるものではないもののようです。
だから、科学者間で、理論の持つイメージや説明ができるまでにも、まだまだ時間がかかるような気がします。
しかし、この考え方を支持する科学者も増えてきているようなので、違ったアプローチで素粒子論が進んでいくのかもしれません。
多次元宇宙やマルチユニバース
現在最も支持されている「ビッグバン宇宙」とは、宇宙は微小のものから急膨張して現在に至っても膨張し続けているという宇宙論です。
この考え方での、時間的な連続性や時間・空間・物質（エネルギー）などの関係性が、このビッグバン理論を使うと少しずつ解明されてきていることもあるので、「ほとんど正しい」とされている主流の考え方です。
しかし、これとは異なる多次元宇宙やマルチユニバースというのは、全く違う宇宙像の内容です。
これは、現在の宇宙に並行したり交差している宇宙があって、観測ができないか観測が難しい「複数の宇宙」が共存しているという考え方です。
仮説ですのでそれはそれで問題ないのですが、それを示す「なにかの存在事実」が検証されていません。
私達の宇宙から、隣り合った宇宙を見ることが出来ないのなら、これを検証することは出来ないのですが、ある意味で、人間の頭脳の凄さを感じる、ロマンのある仮説です。
しかし、検証できないなら、このような考え方が進んでいくということはない感じがします。
人間の考え方は無限
現在の宇宙の考え方や話題をみると、「観測できる宇宙のはての向こう側」のことや「ビッグバンの前」の状態を話題にする記事を目にします。
これらは本来、数学的に考えても無理なので、メインになっている宇宙論では、これを「考えない」ようにするか「目をつむって、分かっているところだけを扱う」として進んでいます。
しかしそれでも、問題や話題を提起をする人はなくなりません。
私は無理ですが「見えない宇宙がある」という考え方を提唱するのは問題ではありません。 しかし、永遠に目に見えなくて、実証もできないものを提唱するのは科学の根本ではない感じもします。
そうはいっても、仮説を考えることは人間の本性ですので、科学ではなくてロマンと思えば容認できますが。
でも、SFや空想なら面白いのですが、頭のいい科学者が考える不可解なものは無限に作られていくのは当然ですから、これからも、いろいろな宇宙論は無数に提唱されていくのでしょう。
光の速さが最速 … に異論も
アインシュタインの相対性理論は、現在の宇宙的規模の状況をよく表している『定着している考え方』と思っていたら、今はさらに、『光の速さは一定でない』という考え方も出てきているようです。
これらについては少し整理して、別の機会に紹介できればいいのですが、私自身も混乱してよくわかりませんので、知りたい方は他の記述によってください。
さて、宇宙は何で出来ているのでしょう
> 宇宙って、なんだろう？
物理天文学等による宇宙の解明しようという内容は、一般人にはわかりにくいものですが、私の頭の中では、時空・素粒子・真空の探求で、宇宙を構成する物質の探求が進んでいくだろう感じを持っています。
もっとも、私の貧弱な頭では、上記の項目1つについても言及することは難しいのですが、研究者によって、きっと、「わからない」ことは時間をかけて解明が進んで、徐々に「わかる」ものになっていくのでしょう。
ここまででも長い文章ですが、自分自身でも納得できるまとめ方になっていない感じです。
結論的には、「広大な宇宙の全エネルギーは、星や銀河によるものではなく、目に見えないダークマターやダークエネルギーが大半を占めているといいます。
今のところ、それが何なのかがわかっていない。」ということなのですが、ふと、「神のみぞ知る」という言葉が頭に浮かびました。神様は宇宙の起源や行末を知っているのでしょうか？
参考文献 重力波で見える宇宙の始まり（ピエール・ビネトリュイ） 宇宙の始まり、そして終わり（小松英二郎・川端裕人） 眠れなくほど宇宙が面白くなる本（懸英彦） Wikipediaの記事 NASAのHP
（来歴）R5.2月誤字脱字を見直し R5年9月の見直し R8.4月に確認
