発散宇宙の果て
前に書いた『発散宇宙』の
原動力としての『斥力』。
アインシュタインさんが
初期に想定していた
宇宙を静的にするための宇宙項として
表した『斥力』。
この未知の『斥力』を
最近では『ダークエネルギー』と
呼んでいるってところまでは書いたと思うんだ。
ではダークエネルギーってなんだ？
ってことになると
あくまでも『仮想的エネルギー』でしかないんだよね。
例によって物理学の得意技
仮説を立てて実証は後にしましょうってやつ。
宇宙論を展開するのに
たしかにダークエネルギーを想定すると
いろいろな現象が
すっきりするんだから
仕方がないんだけど。
このダークマター
ターナーさんっていう
宇宙論研究者が1998年に初めて作った
言葉なんだそうだ。
わかっていないことを
どうこう言うのは
おこがましいけど
ダークエネルギーっていうものが
定数なのか時間の関数として
変化するものなのかさえ
わかっていないから
困ったもんだけど。
もしダークエネルギーが
変数でマイナスの値をとる可能性が
あるとするならば
前に書いた『サイクリック宇宙論』の
復活もあるかもしれないけど
そううまくはいかないだろうね。
同じく時間とともに
増加するとすれば
宇宙の希薄化が進むってことだろうな。
宇宙の希薄化って
ちょっと想像もできないけど
まず星々なんてものは
無くなるんじゃないかな。
あるのは素粒子だけかも。
熱量も極限まで絞られるだろうし
光というか光子はかろうじて残るかもしれないけど
どんな変化も起きない世界だろうね。
それが宇宙と呼べるのかどうか
ぼくには何とも言えないけどさ。
ホーキング
ホーキング博士って
きいたことがあると思うよ。
スティーヴン・ウィリアム・ホーキング
1942年1月8日生まれ
2018年3月14日没。
お亡くなりになったのは
ほんの4年前
ニュースでも大々的に取り上げられていたもんね。
恥ずかしいことにぼくは
天文学者さんだって思っていたんだよ。
本職は理論物理学者。
新しい宇宙論の
開拓者って感じかな。
1990年あたりに
ホーキングさんの宇宙論が出てから後の研究は
すごい勢いで進んでいる。
だからホーキングさんの理論でさえ
現在じゃ少々古びたように
語られることが多いけど
宇宙論に新しい展開を
もたらしたって事実は変わらないだろうね。
一番有名なのは
ブラックホールの
『特異点定理』だとは思うんだけど
これはさすがに厚顔無恥なぼくでも
うかつに手が出せそうにないんだ。
もともとは一般相対性理論と
それに関わる分野の研究から
一般相対性理論の破綻をもたらす可能性としての
特異点の存在を証明したとされる
『特異点定理』を
ペンローズさんと共同で
発表したところからはじまって
ブラックホールについての
研究を発展させたってところかな。
このあたりから
一般相対性理論と量子論という
極大と極小を扱う学問の
統一ということが
物理学界の主流になってきたのかもしれない。
『量子宇宙論』と呼ばれるこの学問。
もはや物理学とは
呼べないかもしれないけどね。
独り言 Ⅰ
書いているうちに
訳が分からなくなっちゃった。
このあたりまでくると
完全にぼくのキャパを
オーバーしてるよね。
だからここから書くことは
なにひとつ正しくないかもしれないし
詳しい人には馬鹿にされるだろうことだから
吹っ飛ばしてもらっていいと思うよ。
あくまでもぼくの
独り言なんだから。
言い訳は横において
独り言を始めよう。
宇宙はビッグバンで始った
だとすればその前は何だったんだ？
終わりがあるのか無いのか
もし終わりがあったその後は
どうなるんだろう？
というぼくでも感じるような
疑問がホーキングさん以前の
宇宙論にはあったらしいんだ。
宇宙が終わるのかどうかについては
拡散し続けて希薄化して
熱死状態になった宇宙も
すでに宇宙として存在を失ったと考えれば
『発散宇宙論』でも
いつかは終わるってことになるんだから
終わりの後っていうものを
考えないわけにはいかないよね。
（『定常宇宙』『サイクリック宇宙』は
現在の時点では一応除外ってことになっている）
その時点（宇宙の終焉）をビッグクランチと
呼ぶってところまでは
宇宙論に組み込まれていたんだ。
宇宙はビッグバンに始まって
ビッグクランチに終わるって。
そうなるとビッグバンの時点
そしてビッグクランチの時点の瞬間は
『無限大』って言葉だけが
一人歩きする瞬間に
なっちゃうんだよ。
エネルギー密度が無限大
時空間の曲がりが無限大
時間・空間が定義できない
なんていうとてつもなく妙な瞬間が
出来ちゃうんだね。
数学だったら『特異点』ってことで
許されるんだけど
なんといっても物理学の世界。
人間の認識できないものは
許されないんだから
困ったことになっちゃった。
特異点っていうのは
意外と使われているけど
本来の意味っていうのは
わかっていないような気がするんだよ。
SF小説やアニメなんかで
よく出てくるんだけど
つかわれ方がなんでもありに
なっちゃっているような気がするね。
特異点（シンギュラー・ポイント）は
それぞれの分野（数学だったり物理学だったり）で
そのつかわれかたは少し違うみたいだけど
数値が不連続に変わる点なのかもしれない。
もしくは人間が築き上げてきた
物理学が通用しない環境って意味で
つかわれることもあるみたい。
理論的には認められても
それを実験・観測することができないとなると
物理学としては受け入れられないんだよね。
独り言 Ⅱ
宇宙論でのネックが
この特異点だったのかもしれない。
特異点を設定しちゃえば
物理学としての
学問として成立させようがないんだから。
そこでホーキングさんの
登場だったんだ。
以前書いた『閉じた宇宙』って
考えかたを覚えているかな？
宇宙の果てを考えるときに
三次元空間をボールの表面のように
二次元で考えると
どこまでいっても終わりがなくなり
いつかどこかでまた元の場所に
戻っちゃうって考えかた。
この考え方の近いものを
宇宙のビッグバンとビッグクランチに
応用するってことなんだと思うんだけど
球面上の一点に印をつけるね。
（点Aとしよう）
そしてその対極にも点をつけようよ。
（点Bってことで）
AからBにまっすぐ
（まっすぐって変だね。なんといっても曲面に引く線だから）
線を引いてみよう。
ぼくたちがいるのは
その線の上ってこと。
Aがビッグバン
Bがビッグクランチとすると
Aから引かれた線は
Bまで行くよね。
そしてそこで止まらず
ぐるっと回ってまた
Aまで戻ってくるってことになるじゃない。
そうなるとビッグバンも
ビッグクランチも
特異点じゃなくて
ただの通過点にしかならないっていうのが
どうやらホーキングさんの
説ってことらしい。
二点間の往復ってことで考えると
『サイクリック宇宙』に
近いものを感じるかもしれないけど
サイクリック宇宙の考え方だと
どうしてもぶち当たるところに
特異点が出来ちゃうんだけど
するっと通過するだけだと
特異点は回避できそうなんだよね。
球体上でAからBへ向かうのに
どの経路を通るのかという問題は出てくるんだけど
どうやら数学上では
その計算ができるってことに
なっているらしい。
経路積分とか経路和って言われるものが
そうなんだそうだけど
申し訳ない
ぼくにはとても踏み込む勇気の
出ない領域だね。
ぼくたちが今いる経路は
誰かに計算してもらうとして
A点を出発してB点までは
ぼくたちの（一応）なじみのある世界だね。
でもB点からA点へ行く道中は
どんな世界なんだろう？
ホーキングさんは
そこは『虚時間』の世界であると
言っているんだ。
『虚時間』？
量子力学的扱いをする数式に現れる
虚数の時間のことって
書いてあるけど
なんのことだろう？
どうやらこの部分は
解釈する人によって
さまざまに意見が分かれるらしいんだ。
そりゃそうだよね
物理学の根本の
実験・研究・観測が
今のところ宇宙にまで
及ばないんだから。
それでも科学者たちはあきらめない。
いつかきっと
なんらかの観測結果を
出すんじゃないかな。
なんといっても
これほどあきらめの悪い人種は
いないんだから。
糸口になりそうなものもあるんだそうだ。
『ブラックホール』
やはりそこに足を踏み入れるべきなんだろうな。
