ワームホールを利用した宇宙旅行は実現するのか？可能性はあり。（各国研究）

　人類は、飽くなき探究心にとりつかれ、宇宙の最果てまで到達したいという夢をずっと心に描いてきた。日本では今月下旬に公開予定のSF映画『インターステラー』のメインテーマもこれである。

　宇宙は気が遠くなるほどに広大で、そこに存在する星々や銀河同士の距離も人類には手に負えないほどに離れている。例えば、地球から一番近い恒星であるプロキシマ・ケンタウリは、太陽系から4.22光年離れている。これは最速の宇宙船ボイジャーを持ってしても80,000年はかかる距離だ。 　この数千世代もかかってしまうような距離を人類が克服するための手段として、SFの世界ではしばしば”ワームホール”という架空のトンネルが登場する。

　これは時空間を接続し、宇宙の2点間の距離を縮めるトンネルのようなものだ。これを利用することで、通常なら数万年もかかる移動距離であっても、一瞬で目的地まで到達することができる。

ワームホールの存在が明らかになれば宇宙旅行は実現可能？

　科学者によれば、ワームホールはあまり現実的な技術とは言えないが、実現する可能性はゼロではないそうだ。しかし、これを実現するには多くの条件を満たし、ワームホールがどこに存在するのかを解き明かさなければならないらしい。

ワームホールは実在する？

　そもそもワールホームとは何なのだろうか？1916年に発表されたアルバート・アインシュタインの一般相対性理論は、それまでのニュートン物理学を塗り替えた。相対性理論によれば、重力とは時空においてワープが起きた結果である。また、物体が周囲の空間を歪めて、宇宙にその痕跡を残すことができる。

　そして、アインシュタインと同僚のネイサン・ローゼンはここから一歩進めて、時空の歪みによってワープが起きた結果、時空の2点間が接続されると発表した。これはトンネル状の構造をしており、遥か遠くの宇宙であっても繋ぐことができる。これがアインシュタイン-ローゼンブリッジと呼ばれる理論、すなわちワームホールである。

ワームホールは小さすぎて発見不可能

　アインシュタインの数学モデルによれば、ワームホールは確かに存在するが、これまで実際に発見されたことはない。因みに名古屋大学の阿部文雄氏は、ワームホールの前を通過した恒星の明るさを観察することで、宇宙船が通行可能なワームホールを発見する方法を発表している。しかし、それでも十分に大きなワームホールがすぐに発見される見込みは少なそうである。

　これまでのところ物理学者は、宇宙でワームホールが自然に形成される仕組みを解明できていない。とは言え、理論物理学者のジョン・ウィーラー氏の量子泡仮説によれば、これが自然発生的に形成および消滅する可能性はある。

　だが残念なことに、この理論でのワームホールはプランクスケールと呼ばれる、10^(-33)cmという超極小サイズでしかない。すなわち小さすぎてほとんど発見不可能なのだ。

ワームホールを大きくするには？

　それでも、この超極小サイズのワームホールを発見できると仮定してみよう。ひょっとしたら、それを大きくすることはできるかもしれない。そして、これを可能とするにはエキゾチック物質と呼ばれるものが必要となる。

　通常の物理法則では、物質は正のエネルギー密度と正の圧力を持つ。ところがエキゾチック物質は一風変わっており、負のエネルギー密度と負の圧力を持っている。この負の特性がワームホールを外側へ広げ、人や宇宙船が通過できるほど大きく、安定したものとしてくれるかもしれない。

　しかし、エキゾチック物質を入手することは用意ではない。なにしろ、これは理論上の物質であり、どのようなもので、どうすれば見つけることができるのかなど、まるで判っていないのだ。

ワームホールの安定性と時空の関係

　だが、この点も克服し、エキゾチック物質を手にしてワームホールを通過可能な大きさまで広げ、安定化にも成功したとしよう。そして、ここでまた難題が持ち上がる。カーネギーメロン大学の物理学者リチャード・ホルマン氏によれば、ワームホールにエキゾチック物質以外のものを投入すれば、トンネルは直ぐさま不安定になってしまうというのだ。つまり、ホームホールに侵入するや否や、その者はたちまち死んでしまうだろう。

　そして極めつけの大問題は、ワームホールが接続する先は全く違う時空である可能性があることだ。すなわち、何とかワームホールを通り抜けたはいいが、その出口は入口とは全く異なる時代であるかもしれないのだ。　 　と、このように難題だらけのワームホールではあるが、その実用化に多少なりとも楽観的な科学者もいる。オースティン高等研究所のエリック・デイビス氏もそのような1人であり、エキゾチック物質の制御方法さえ判明すれば、全ては解決するとしている。彼は現在、トロントの研究所でエキゾチック物質を作り出す方法を研究中だ。彼の研究に期待しようじゃないか。

via:popsci・原文翻訳：hiroching

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