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image credit:Andre Pattenden

 3月に亡くなったスティーブン・ホーキング博士の最後の仕事が発表された。

 『Journal of High Energy Physics』に掲載されたのは「A Smooth Exit from Eternal Inflation?(永遠の膨張からの滑らかな出口?)」という論文だ。昨年オンラインで公開されたもので、査読を受けて掲載に差し支えないと確認された以外、大きな変更はない。

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宇宙の性質に関する論文


 論文は宇宙の性質について論じている。多くの科学者の仮説によれば、ビッグバンが生じた直後に宇宙は光よりも速く風船のように膨張したという。

 このプロセスを宇宙のインフレーション(膨張)という。量子力学的な小さく、無作為なエネルギーの揺らぎが凝集した部分と虚空を作り出し、やがて宇宙という巨大な構造を作り出した。

 一説によると、インフレーションが継続している場所と、その間に安定したポケットとしてインフレーションしていない宇宙(我々の宇宙など)が存在する。

 このような泡のそれぞれが、より壮大で絶え間なく膨張する多元的宇宙の中にある一つ一つの宇宙であるという。

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image credit:wikipedia

多元的宇宙が有する無限の予測不能性に疑問


 ホーキング博士と共著者であるベルギー、ルーヴェン大学のトーマス・ヘルトーク氏は多元的宇宙が有する無限の予測不能性が気に入らなかった。

 そこでその挙動を単純化したモデルと数学的アプローチを考案し、あり得る多元的宇宙の数を大きく制約しようと試みた。その結果、残ったのが我々のものと似た物理が働く宇宙である。

 「このことは、永遠のインフレーションによって、インフレーション宇宙領域で隔てられたパッチ状の泡モザイク構造を持つ、非常に不規則な宇宙が生じるという広く普及した考えに対して疑問を突きつける」と論文では述べられている。

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image credit:youtube

 論文はあくまで理論的なものにしか過ぎず、それを物理的には検証できない。

 だが理論物理学とはこういうものだ。理論物理学者は、数学を用いて、宇宙に関する壮大な問いに答えようとする。

 彼らが考案するアイデアは、誰かがそれが発展させ、実験によって検証可能な予測をなしてくれることを期待して提唱される。

 ホーキング博士は人生最後の年になっても、宇宙を理解するために最新の理論に挑戦し続けていた。その前向きな姿勢はホーキング博士がホーキング博士である所以なのかもしれない。

References:europa / futurismなど/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 10:17
  • ID:HSNkAePo0 #

インフレーションってビッグバン直後の虚数の時間において起こった急激な膨張のことでは?

2

2. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 10:19
  • ID:fO7pQrBp0 #

猫や犬のような身近な動物ですら未知なる世界
そんな自分が宇宙みたいに広大な世界を無教養な折れには
一生わからんだろうな

3

3. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 11:37
  • ID:wmz3zDwJ0 #

宇宙の外側には何があるのだろう?

4

4.

  • 2018年05月05日 12:15
  • ID:IcDfSpvh0 #
5

5. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 12:16
  • ID:eBK0.1db0 #

自分の襟首を掴んで、宙に持ち上げられたら分かるよw

6

6. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 12:26
  • ID:azRBAOoP0 #

宇宙が風船のように膨らむとしたらその外側も空間ではないのか?と考えるだろう
それは例え話で実際は違う、ということを話してみる
実際は少なくとも一つ以上上の次元(数学的な)での話
素直に想像した風船宇宙は必ず放射状に広がるはずなので中心点が分かる
ところが実際の宇宙はまるで風船の表面のようにそれぞれが遠ざかるように広がる
風船の表面のように中心点というものは存在しない
三次元の宇宙空間を二次元の面に置き換えて考えなければいけない
ビッグバンは時間も含めた時空の爆発で我々の知る宇宙空間とは爆発球の表面に該当する
だから境界はなくループしているはずだ
そしてその広さは有限で時間と共に大きくなっている
その超次元上の爆発球の外側は何なのかというと、それは「未来」ということになる

7

7. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 12:39
  • ID:gfOi639G0 #

つまり……何?

8

8. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 13:17
  • ID:zXdMnbYw0 #

※1
我々の宇宙ではそこでインフレーションは終わったけど
その状態が続いている宇宙もあるって話と思ったのだけれど

9

9. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 13:38
  • ID:3svbAgZ00 #

※6
「未来」の外側はどうなってるの??

10

10. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 13:43
  • ID:azRBAOoP0 #

「なるほどこうなっていたのか」を積み上げることは出来るけど
「そもそも何でそんなことになっているのか」という根源的な部分は永久に分からないと思うよ

11

11. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 14:12
  • ID:jQvMAiyZ0 #

多次元で宇宙を見たら大きさなど意味は無い。
「どういう属性を持った宇宙か」だけが重要である。

12

12. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 14:39
  • ID:azRBAOoP0 #

※9
永遠の過疎かもしれないし、宇宙の普遍的状態があるのかもしれない
宇宙物理学者じゃないから分からないな
でもそれも宇宙の見え方の一つに過ぎないのだろうけど

13

13. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 14:52
  • ID:zNxui1h10 #

※1
宇宙の膨張は現在も加速を続けていて、それがいわゆる「真空力」であり、インフレーション。
この加速させているエネルギーは一体どこからやってくるのか、という問いに対し、積層の多元宇宙から重力と一緒にやってくると説明する説(主に量子論派)と、もともとこの宇宙の中に折りたたまれた小さな次元が少なくとも11はあって、その空間が泡状に膨張することで加速している説(数学者に多い)に大別される。
後者は次元のエネルギーを出しきったところで加速は止まるが、前者の場合そのインフレーションは永遠・無限。
この説はおそらく、そのどちらが正しいか、ということを説明するためのものではなく、とりあえず伝統的なアインシュタインの正統派の対場に立って泡状宇宙論を基礎に置き、インフレーションに数学的制約を作ったとき、どのような宇宙がどのように存在するか、という仮定用の考え方、だと思う。
いわば「公式作ろうぜ」という提起というか。
これは制約の仮定の方向によって様々な解釈が生まれるので、実際に今現在何かが分かったとか、発見したとかいう話じゃないんじゃないかな。

14

14. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 15:30
  • ID:zNxui1h10 #

※6
将来、とんでもない超高性能の望遠鏡ができて宇宙を果ての果てまで見つめたら、そこには地球(がやがて生まれる場所、つまり太陽系)が見えるはず。
空間は繋がっている。

15

15. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 16:09
  • ID:kHeXJ6V20 #

ホーキング博士が、どれくらいすごいのか、素人には、それすら分からない
無知な俺には、言ってる事が単なる妄想じゃないのかとしか思えない
地球の時間よりも宇宙の広がりのほうが早いから、どんだけ数学的とか科学的とかやっても
その先の世界は分からないんじゃないのか
そもそも地球など宇宙の先は、どんなになってるのかも分からんけど
単に一つの細胞の中の世界が宇宙なのかもしれなかったりして

16

16. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 16:22
  • ID:azRBAOoP0 #

※14
時間を止めて直進したら地球まで戻ってくるってことだね
光での観測は無理だ
仮に背景放射より先が見えたとしても、宇宙初期の様子が見えるだけで地球が生まれるはずの場所は見えない

17

17. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 18:07
  • ID:CTK.jlUh0 #

高次元空間にも幾何学的な制約や法則ってあるのかな、幾何学は全ての次元で成り立つ普遍的なものかなと思う。で、高次元空間内での球の最密充填構造と多元的宇宙の構造って関係あるのかな。

18

18.

  • 2018年05月05日 18:21
  • ID:PMQtepwK0 #
19

19. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 18:22
  • ID:ED1YYHxk0 #

ホーキング博士逝去は早すぎたよなぁ・・・それに比べて自殺志願の老科学者(元)の無意味な事・・・

20

20. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 18:53
  • ID:Dy88NfNT0 #

宇宙は広い
でも人の心、精神、魂はそれ以上に広いんだよ

21

21. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 19:39
  • ID:azRBAOoP0 #

※17
幾何学は多次元にも応用出来る
だけどイメージするのは難しい
XYZの点を発展させてXYZVの点を考えるのはさほど難しくないけど、それらが結ぶ図形や構造をイメージするのは難しい(投影法などあるけど余計分かりにくい)
人間の脳は四次元以上を視覚化するようには出来ていない
多元宇宙を最密充填構造のようにイメージするのは間違いで、それは同じ次元で並べているだけで次元が増えているわけではない
多次元の構造を考える時は3次元を2次元に置き換えてそこに1次元加えてみたり、アニメーションで考えてみたり工夫が必要

22

22. 匿名処理班

  • 2018年05月05日 19:43
  • ID:7AZDtDPi0 #

インターステラーくらいの難易度で頼む

23

23. 匿名処理班

  • 2018年05月06日 12:44
  • ID:.S.owXnl0 #

※22
原子が圧縮された宇宙(四次元空間)でそれぞれの原子で異なる物理法則(物性)が働くだけ。

24

24.

  • 2018年05月06日 16:27
  • ID:6ziC8h130 #
25

25. 匿名処理班

  • 2018年05月07日 05:54
  • ID:kX68ppoK0 #

宇宙というのは、チーズの中にできた気泡だよ。
トム&ジェリーに出てくる、あの旨そうなチーズ。
宇宙の外側、それはチーズ。

26

26. 匿名処理班

  • 2018年05月08日 15:15
  • ID:ToV1Lvuz0 #

今見えている宇宙というものは、とてつもなく大きな上位の世界の一部なんだよ。
太陽が原子核、惑星が電子、銀河系が分子、観測できる宇宙がなんらかの物体。
宇宙が膨張しているということは、物体が爆発もしくは蒸発している最中なんだよ。

27

27. 匿名処理班

  • 2018年05月08日 15:17
  • ID:ToV1Lvuz0 #

続き
 原子を超拡大してみることができたら、小さな小さな世界の営みが見えるんだよ。

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