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Jan 08, 2024

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ケンブリッジ大学マーティン・リース著 2023 年 3 月 19 日 私たちの宇宙は多くのものの上にあるのでしょうか? 宇宙は多元宇宙から泡として現れるのでしょうか? わずかに支配されている他の宇宙を想像するのは簡単です

マーティン・リース著、ケンブリッジ大学 2023 年 3 月 19 日

私たちの宇宙は多くのものの上にあるのでしょうか？ 宇宙は多元宇宙から泡として現れるのでしょうか?

わずかに異なる物理法則に支配され、知的生命体も組織化された複雑なシステムも存在し得ない他の宇宙を想像するのは簡単です。 したがって、私たちが出現することができた宇宙が存在することに驚くべきでしょうか?

それは、私を含む物理学者が何十年も答えようとしてきた疑問です。 しかし、それは難しいことがわかってきています。 私たちは自信を持って宇宙の歴史をビッグバン後の 1 秒まで遡ることができますが、それ以前に何が起こったのかを測定するのはさらに困難です。 私たちの粒子加速器は、最初のナノ秒で広がった極限状態を再現するのに十分なエネルギーを生成することができません。

しかし、私たちの宇宙の重要な特徴が刻み込まれたのは、最初のほんの一瞬の中にあると私たちは期待しています。

ビッグバン理論は、宇宙の起源について最も広く受け入れられている科学的説明です。 それは、宇宙は特異点、つまり無限に高密度で高温の点として始まり、約138億年前に急速に膨張し、それ以来冷却と膨張を続けていると提唱している。

宇宙の状態は、重力定数 (G と呼ばれる) や光の速度 (C と呼ばれる) など、自然界の固定量である「基本定数」を通じて説明できます。 これらは約 30 個あり、粒子の質量、力、宇宙の膨張などのパラメータのサイズと強さを表しています。 しかし、私たちの理論は、これらの定数がどのような値を持つべきかを説明していません。 代わりに、自然を正確に記述するために、それらを測定し、その値を方程式に代入する必要があります。

定数の値は、星、惑星、炭素、そして最終的には人間などの複雑なシステムの進化を可能にする範囲内にあります。 物理学者は、これらのパラメーターの一部をほんの数パーセント微調整すると、宇宙が生命を失ってしまうということを発見しました。 したがって、生命が存在するという事実には、ある程度の説明が必要です。

それは単なる幸運な偶然だと主張する人もいます。 しかし、別の説明として、私たちは異なる物理法則と基本定数の値を持つ領域を含む多元宇宙に住んでいるということになります。 そのほとんどは、人生にはまったく適さないものかもしれません。 しかし、統計的に見て、生命に優しいものはいくつかあるはずです。

物理的現実の範囲はどの程度ですか? 私たちは、原理的に見ても、天文学者がこれまでに観測できる領域よりも広範囲であると確信しています。 その領域は間違いなく有限です。 それは本質的に、海と同じように、その先には見えない地平線があるからです。 そして、海が地平線のすぐ向こうで止まるとは思わないのと同じように、私たちは観測可能な宇宙の限界を超えた銀河を期待しています。 私たちの加速する宇宙では、私たちの遠い子孫もそれらを観察することは決してできません。

ほとんどの物理学者は、私たちが決して見ることができない銀河が存在し、その数が私たちが観察できる銀河よりも多いことに同意するでしょう。 それらが十分に広がった場合、私たちが想像できるすべてのことが何度も繰り返される可能性があります。 地平線のはるか彼方では、私たち全員がアバターを持つことができるかもしれません。

This vast (and mainly unobservable) domain would be the aftermath of “our” Big BangThe Big Bang is the leading cosmological model explaining how the universe as we know it began approximately 13.8 billion years ago." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">ビッグバン – そしておそらく、私たちが観察できる宇宙の一部に普及しているのと同じ物理法則によって支配されるでしょう。 しかし、私たちのビッグバンは唯一のものだったのでしょうか？

インフレーション理論は、初期宇宙が 1 兆分の 1 秒ごとにサイズが 2 倍になる時期を経験したことを示唆しており、観測による真の裏付けがあります。 これは、銀河形成の「種」である揺らぎや波紋を除けば、宇宙がこれほど大きく滑らかである理由を説明します。