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「ビッグバン以前にも実際に時間は存在した」とする新しい理論が英オックスフォード大学の研究者たちから提唱される。しかし、ビッグバンそのものが存在しないと考える私には云々…

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2018年12月25日の米サイエンス・アラートの記事より


sciencealert.com




 

クリスマス直前あたりから、自然界では、各地で大きな火山噴火が相次いだり、株式市場を含むマーケットもまた何だか大変なことになっていたり、時間的に考えますと、

「この感じのまま次の新しい年に突入するのかな」

というような雰囲気が強く、来年はいきなり少し混沌としそうですね。

日本は年号も変わるわけですし、なかなか波乱含みというようなことにもなりそうです。

そんなわけで、この2、3日は珍しく時事のニュースなどを読むことが多かったのですが、それとはあまり関係ないところで、冒頭の「ビッグバン以前の時間の存在」についての英オックスフォード大学などの研究発表についての記事を読みました。

最初は、「なんか面白そう」とかいう軽い気持ちでご紹介しようと読み始めたら、これがもはや実際には私の手に負えないレベルの超難解なもので、途中で翻訳を諦めようと思いつつも、結局は持ち前の、「ま、いいや、間違ってたらそれで」というスピリッツが働き、そのままご紹介したいと思います。

ビッグバン以前の宇宙についての報道は、今年 9月に以下の記事でも取りあげたことがありました。

「ビッグバン以前の《別の宇宙の痕跡》を発見した」と物理学者ロジャー・ペンローズ氏が発表。そこから思い出す「物質的意識」や「私が確信する宇宙論」

それ以前にも、量子論などからいえば「宇宙には終わりも始まりもない」とする主張はかなり強く存在して、以下は 2015年のアメリカの科学記事ですが、このようなものは数多くあります。

2015年2月5日の米科学メディアの記事より


phys.org

そもそも私自身もまた、宇宙には終わりも始まりもないと考えている人ですので、量子論的な考えのほうがしっくりとは来ます(理論はわからないですけれど)。

ちなみに、私が思う「宇宙とは?」というものを簡単に書きますと……まあ、どう表現していいかわからない部分もありますが、以下のような感じでしょうか。

宇宙というのは、始まりも終わりもなく恒常的・永遠的に「ずっと存在している何らかの状態」で、「それを人間が認識した時」から宇宙が始まっている。そして、認識が終わった時に(その)宇宙は終わる。

 

結局、聖書「ヨハネによる福音書」の冒頭にありますような「はじめに言葉があった」的な概念や伝承も含めて、地球のあらゆる神話や伝承がそこに行き着くというあたりもあります。

 

それはともかくとして、今回も使われますけど、

「ビッグバン」

というこの言葉はどうして生まれたかご存じですか?

これは実は皮肉なことに「ビックバン理論の最大の反対論者」だったフレッド・ホイル博士が口に出した言葉がそのまま定着してしまったのです。

これについては、アメリカの理論物理学者である道の駅さんの……じゃない、ミチオ・カクさんの著作『パラレルワールド - 11次元の宇宙から超空間へ』で以下のように説明されています。

これは、ビッグバン理論の提唱者であるジョージ・ガモフ氏と、ビッグバン理論の反対者であるフレッド・ホイル卿の「ビッグバンをめぐる全面戦争」を描いた部分です。

ミチオ・カク著『パラレル・ワールド』第三章ビッグバンより

ホイルは全面戦争もいとわなかった。1949年、英国放送協会(BBC)は、ホイルとガモフの双方をラジオ番組に呼んで、宇宙の起源について議論をさせた。

番組で相手の理論をたたく際に、ホイルは歴史に残る言葉を口にした。

「そうした理論は、宇宙のすべての物質が遠い昔のあるとき、どでかい爆発(「ビッグバン」)によってできたという仮説に基づくものです」

この名前が定着した。

こうしてその理論は、最大の敵によって正式に「ビッグバン」と名づけられたのである(のちにホイルは、けなすつもりはなかったと言っている。「けなそうとしてあの名前をこしらえたはずなんかない。注意を引こうとしたんだよ」)。

その後しばらく、ビッグバン理論の支持者たちはあえてその名前を変えようとした。平凡でほとんど卑俗とも言える名前の意味や、最大の敵に名づけられた事実が不満だったのだ。

潔癖な人は、とくに事実として間違っていることにいらだった。第一に、ビッグバンはビッグでなく(原子よりずっと小さい特異点から始まったから)、第二に、バンという音もなかったのだ(宇宙空間には空気がないから)。

1993年8月には、『スカイ・アンド・テレスコープ』誌がビッグバン理論に新しい名前をつけるコンテストを実施した。コンテストには一万三千通の案が集まったが、審査員はもとの名前より良いものを見つけられなかった。

こうして「ビッグバン」という言葉は生まれました。そして、この言葉はその後、「それより響きの良いもの」が誰からも見出されないまま、今でも史上最大のビッグバン理論の敵であったホイル博士によるネーミングのままです。

というわけで、そろそろ記事をご紹介したいと思います。

途中自分でも何を翻訳しているのかわかっていない場所もあったりいたしますので、このことを詳細に正しくお知りになりたい方はオリジナルの記事をご参照下されば幸いです。


Mind-Bending Study Suggests Time Did Actually Exist Before The Big Bang
Science Alert 2018/12/25

ショッキングな研究はビッグバン以前に「時間が実在した」ことを示す

アルベルト・アインシュタインの一般相対性理論の直接的な解釈では、ビッグバンは「すべて」の始まりではないこのアインシュタインの有名な方程式を額面通りにとらえ、可能な限り仮定を少なくする中で、研究チームは、宇宙の時計をどこまで巻き戻しても「停止点には至らない」ことを発見した。そして、その際、私たちは別の種類の宇宙の始まりを経験すると考えられる。

ビッグバンをめぐっては大論争などの騒動がたびたび見られるが、そのような騒動の正体は何であるのかを理解するためには、今回の物理​​学者たちが、ビッグバンがすべての始まりではなかったと考える理由を理解するために少し科学の歴史を振り返る必要がある。

およそ 90年前、ジョルジュ・ルメートル(Georges Lemaître)というベルギーの天文学者が遠方の銀河からの光の変化を観察し、これは宇宙が膨張していることを意味すると提唱した。

宇宙が拡大しているというのなら、宇宙は以前は小さかったということになる。

現在より過去のほうが宇宙は小さかったという主張に沿って、宇宙の時計を - それはおよそ 138億年と言われているもの - を巻き戻し続けていくとすると、いつかその特異点として知られる地点に達する。つまり、遡り続けると、宇宙は信じられないほど小さな容積だったとする地点に到達するのだ。

(※ 訳者注 / 特異点とは、ある基準の下で、その基準が適用できない点のこと)

そこにその後、ビッグバンと呼ばれるポイントがあるとされた。

スティーブン・ホーキング氏は、かつて講演でこのように語ったことがある。

「その時点では宇宙のすべての物質であったビッグバンは、存在の頂点にあったであろう。その密度は無限大だった」

物理学者たちが、空の宇宙に「何も存在しない」ことを説明するために使用するモデルはた数多くある。アインシュタインの一般相対性理論はそのひとつだ。それは宇宙の基礎となる幾何学に関連して重力を説明する。

ホーキング氏と数学者ロジャー・ペンローズ(Roger Penrose)氏によって提案された定理は、無限大に限定されたスケールでの一般相対論の方程式の解は、特異点の内側のもののように不完全であると主張している。

ホーキング氏は、インタビューにおいて、ビッグバン以前についての自身の意見を述べている。そこで氏は、ビッグバンの時空間の寸法を南極点に例え、以下のように述べていた。

「南極の南には何もないように、ビッグバン以前には何もなかった」

しかし、他の物理学者たちにはビッグバンを超えた何かがあると主張する人たちが多い。ビッグバンの反対側には時間が逆方向に進む「鏡の宇宙」があることを提案する科学者たちもいる。あるいは「跳ね返る宇宙」を主張する人たちもいる。

これらとは少し異なるアプローチを取り、物理学者ティム・コスロウスキ(Tim A. Koslowski)ら 3人の物理学者たちは、一般相対性理論によって定義される特定の時点での特性の矛盾が原因であることを指摘して、新しいモデルを考え出した。

特異点の問題全体から立ち戻り、研究者たちは、時空の宇宙地図そのものをその中にある「存在」と区別することによって、過去に遡ると宇宙は縮小していくという既存のモデルを再解釈した。

英オックスフォード大学の物理学者スローン(Sloan)氏は、「宇宙が内側からどのように見えるかを決定する量の動きを解き明かすと、問題のありそうなすべての期間は重要ではないと考えられのです」と言う。

そして、本質的にビッグバンにおいても、物理学が再配向する段階として作用するままであるという説明が付け加えられる。

そのことから、ビッグバンのこのポイントを研究チームは「特異点」ではなく、2つの面を持つローマの神の名にちなんでヤヌス・ポイント(Janus Point)と名づけた。

時間を巻き戻すにつれて、宇宙を構成するものの相対的な位置とスケールは、2次元のパンケーキ的に効果的に平らになる。 ヤヌス・ポイントを通過すると、そのパンケーキは再び 3Dだけになる。

これは、物理的な意味で語ることは難しいが、研究者たちはこれが素粒子物理学の対称性に大きな意味を持ち、おそらく反物質を基にした宇宙さえも生み出すかもしれないと確信している。特定の方法により特異点の問題を回避するアプローチは斬新といえる。

「私たちの研究では新しい原則を導入していません。つまり、アインシュタインの一般相対性理論に修正を加えることはしません。オブジェクトに与えられた解釈だけを修正しています」とスローン氏は述べた。

この議論は将来的にまた騒動になるかもしれない。

あるいは、ヤヌス・ポイントの反対側にあるのかもしれない「鏡の宇宙」もまた、その議論で沸いているのかもしれない。





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