並行宇宙、パラレルワールドって、ほんとに存在してるの?

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パラレルワールドの誘惑。

これまでの人生の中でやりなおしたい、または別の選択肢を選びなおしたいと思ったこと、ありませんか? もし選択肢の数だけパラレルワールドが存在しているとしたら、別の世界に行って「別のあなた」になりかわってみたいと思いますか?

そんなアホな、という質問ですら専門家にバンバン聞きまくる米Gizmodoの「Giz Asks」シリーズ。

今回は、並行宇宙というものが存在しうるのかどうか、5人の専門家の率直なご意見をいただいてます。

存在している可能性は否定できず

Luke Barnes(ウェスタンシドニー大学博士研究員。専門は天文学と宇宙論。著書に"The Cosmic Revolutionary's Handbook (Or: How to Beat the Big Bang)"、"A Fortunate Universe: Life in a Finely Tuned Cosmos”

まずは現実を把握しておきましょう。並行宇宙が存在しているという確固たる物理的証拠はありません。そして、これまでに行われた観測や実験において、並行宇宙の存在が必要不可欠だった場合はまだありません。いきなり水を差すようで申し訳ないのですが。

では、なぜ一部の科学者はそれでも並行宇宙について研究しているのでしょうか?それは並行宇宙が存在するかもしれないことには変わりないからです。あるかもしれないという前提で探究しなければ、探しているものの正体を知ることは到底できません。それに、興味深いヒントもいくつかあります。

マルチバース(多元宇宙)から始めましょう。わたしたちが見る限りの宇宙は全方向にほぼ同じように広がっていますから、もっともシンプルなところではわたしたちが見ていない部分の宇宙も同じような状態にあると仮説を立てられます。ところが、宇宙が与えてくれたいくつかのヒントによれば、この宇宙ではビッグバン直後に「宇宙のインフレーション」というプロセスが始まり、宇宙が急速に拡大していったと推察できます。そして、この宇宙のインフレーションが起こるための条件を考えていくと、宇宙がどこも同じではないことが導き出せるのです。実は宇宙はどこも同じではないとすると、例えば宇宙のほかの場所では素粒子が我々が知っているものよりも重かったり、重力がより強力だったりすることも考えられます。

もしマルチバースが存在するとしたら、宇宙についての最大の謎がひとつ解けます。いわく、なぜ生命を維持できる宇宙が存在しうるのか? 宇宙が今以外の状態で存在していた可能性を物理学者たちが考察すればするほど、多くは生命を維持するには致命的な欠陥を抱えているのです。単純すぎたり、逆に複雑すぎたり、熱すぎたり、短命すぎたり…。生命が存在できる宇宙(わたしたちの宇宙)はあらゆる可能性に反して存在しています。ほかにもたくさんの宇宙が存在しているのかもしれませんが、生命を維持できる宇宙は稀です。わたしたちは宇宙の宝くじに当選したようなものなのです。

物理学者たちが研究している「多世界解釈(Many Worlds Interpretation )」というのがあります。マルチバースが他の宇宙に言及しているのなら、多世界はパラレルワールドについての仮説です。

量子力学は物質がどのようにふるまうかについて論じる学問で、すでに発見されている数式は物質のふるまいを驚くほどよく説明しています。しかし、その数式から導き出される宇宙に関しての考察については、物理学者の間で見解が分かれています。

その見解のひとつが多世界解釈です。量子力学ではよく「猫は生きている+猫は死んだ」というような表現をします(訳注:量子の状態が観測されないかぎりは重ね合わせで同時に存在していることを説明する「シュレーディンガーの猫」という思考実験に関連していると思われます)。この場合の「+」はどういう意味でしょうか? ある解釈によれば、これは「猫は生きても死んでもいないけど、ネコを計測すれば50%の確率でいずれかの状態を観測(そして、ある意味作り出す)ことができる」ということです。これを多世界解釈した場合では、「ふたつの並行した世界があり、ひとつの世界では猫が生きていて、もうひとつの世界では猫は死んでいる。猫を計測すれば、どちらの世界にいるかが明らかになる」となります。ほかにも解釈のしようはさまざまです。

多世界解釈の支持者たちにとって、このアプローチの利点は「計測」という曖昧な行為が仮説を定義する重要な役割を担うことを回避しているところにあります。「計測」の定義とは一体どのようなもので、何から何までを指しているのでしょうか? なにか器具を使う? ノミ? 犬? 大学生? これは単に難しい問題だというよりは、まったく扱うべきではない間違った路線の問題です。

もうひとつ、並行宇宙を作り出す方法として異次元があります。わたしたちが慣れ親しんでいる三つの空間次元とひとつの時間の次元以外にも、次元は存在しているのかもしれません。この考えを突き詰めていくと、いくつかのおもしろい見解に行き着きます。アインシュタインの一般相対性理論を例にとってみましょう。そこにもうひとつ次元を加えると、数式が導き出されます。そしてそれらの数式とは、そのままそっくり電磁波を説明する時に使う数式なのです! これをさらに紐解いていけば、100年後には物理学者たちの見解ではもっぱら宇宙は極小の紐で形成されていて、7つ、8つ、はたまた23もの新たな次元のもとに成り立っているかもしれません。

繰り返しますが、並行宇宙が存在しているという確固たる物理的証拠はありません。でも、可能性を追求していかないかぎりは、存在しているのかどうかも知ることもできません。

もし存在していたとしても、到達不可能なほど遠い

Brian Keating(カリフォルニア大学サンディエゴ校内Center for Astrophysics and Space Sciences勤務。宇宙物理学者

宇宙論研究者が並行宇宙について考えるうえで、ひとつの候補として上がってくるのが「マルチバース」です。宇宙の起源を説明する有力なインフレーション理論から派生しています。我々の宇宙は、インフレーションの影響で今のような姿になったと考えられています。たとえば、空間的曲率の欠如(これを「平坦性問題(flatness problem)」とも言う)や、宇宙マイクロ波背景放射のゆらぎ、銀河団や超銀河団に見られる宇宙の大規模構造も、インフレーション理論により説明することができます。

ところが、インフレーションを引き起こしているエネルギーとされる「インフラトン」がどのように宇宙の膨張を引き起こし、私たちが現在見ているこの宇宙の状態を作り出したのかはまだ解明されておらず、インフレーション理論の欠陥とも言えるでしょう。しかしながら、この宇宙が生命を維持するためにどれだけ繊細な微調整を重ねているかを考慮する時、それは一方でインフラトンが取る可能性のある数値の数だけ…すなわち無限の数だけ並行宇宙がバラバラに存在していると言う「マルチバース・パラダイム」を想起させる所以ともなっています。

物理学者のMax Tegmark氏の試算では、私たちの可視化できる範囲の宇宙と同一の性質と時空の広がりを持った宇宙──言ってみれば私たちの宇宙と一番近しい「親戚」たる宇宙で、その中にはもうひとりの「あなた」も存在しているはず──は10の{10の29乗}乗(二重指数関数)メートルほど先に存在しているだろうとのこと。この数字はあまりにも大きすぎて、人の一生を費やしてもなお10進法形式で書き表せないほどで、ましてや現在のテクノロジーでは到底検知できる場所ではありません。ですから、現時点では並行宇宙の現実味はあくまで学術的な範囲に限られています。しかし、もしこの先宇宙マイクロ波背景放射にBモード偏光が説得力を持って検出されるようなことがあればインフレーション理論を裏付ける新証拠となるので、転じて間接的にではありますがマルチバース・パラダイムや我々の宇宙と並行している宇宙の存在もより現実味を帯びてくるでしょう。

そもそも、理論として破綻している

George Ellis(南アフリカ・ケープタウン大学応用物理学教授)

並行宇宙に関してはさまざまな提案がなされています。いずれにしても真実であるとの確証はまったくもってありません。おそらくもっとも有名なのは量子力学における多世界解釈で、さらにとっぴな「多精神論(many minds theory)」へと理論展開される傾向にあります。しかし、私を含め多くの学者たちにとって、多精神解釈は首尾一貫した理論の体でさえ、為していません。もともと量子力学における「計測」の問題を解決するはずがそれに至っていないというのが理由です。なぜ個々の計測が量子力学に基づく統計的な結果に従っているかを説明できていないのです。私が個人的に多精神解釈を信じないもうひとつの理由は個々人の脳波、ひいては宇宙まるごとひとつに関して特異かつ意味を持った波動関数なぞ存在しないと思うからです。

存在は否定できないけど、一切関係ない!

Lisa Randall(ハーバード大学物理学教授。物質の未知なる性質や挙動と理論的洞察とを結びつける研究に従事)

「並行宇宙」が何を意味しているのかによって、私の答えも大きく変わってきますね。

まず一番シンプルに考えて、私たちにはアクセスしようのない独立した宇宙がほかにも存在しているという意味だったら、可能性は高いでしょう。存在しない理由はありませんから。私たちの宇宙の寿命は限られていますし、光の速度も無限ではありません。ですから、この宇宙には私たちがアクセスできない場所もあるはずです。

次に、違う次元に存在するブレーン宇宙について考えてみましょう。これらと接触できる可能性はゼロではありません。ただし、おそらく可能性はとても小さいでしょう。同じく存在していない理由はありませんが、この場合はさまざまな制約がかかってくると考えられます。

量子力学における波動関数が分岐した先に別の世界があるとの抽象的な解釈も、おそらくありでしょう。枝分かれした分岐点すべてに別の世界が存在しているとなると、ちょっと懐疑的ですが。

では最後に、私たちの宇宙をそっくりそのまま再現した宇宙は存在するでしょうか? これに関しては非常に懐疑的です。私たちの世界とあちらの世界を結びつける共通点が無限の無限に広がっている(または非常に大きな数が非常にたくさんある)状況で、統計的に証明できないと思います

ですから、はい、なにかは存在しているでしょう。でも、私たちとは一切関係ない!

絶対にたどり着けないのなら、「リアル」じゃない

Mary-Jane Rubenstein(ウェズリアン大学教授。社会における宗教と科学についての研究に従事、著書に「Worlds Without End: The Many Lives of the Multiverse」

あえて嫌味な教授役に徹してみますね。なにが「リアル」なのかによると思いますよ。

多元宇宙を提唱する理論家の方々によれば、多元宇宙は私たちの宇宙において説明しきれていない現象を説明できるとしています。例えば真空が保持する圧力ですとか、電子の大きさ、ビッグバン直後の物質の分布、果てはビッグバンそのものといった具合です。私たちの宇宙と「並行した」宇宙の存在は、宇宙論を強化してくれるという意味では「リアル」です。数学的にリアル、概念的にリアルです。

でも、ほんとうに「ある」のでしょうか?この時点で並行宇宙の探究は破綻します。なぜなら、私たちの宇宙の外に「ある」ものは本質的に観測も体感も不可能ですし、そこへたどり着くなんてもってのほか。当たり前ですが、そもそも私たちが直接アクセスできるもの以外にアクセスする術はないのです。ですから事実上、アクセスし得ない並行宇宙は「リアル」ではありません。並行宇宙を見ることも、触ることも、そこに行くこともできませんし、そこにあるかどうかさえ知ることはできません。「そこ」がそこにあるかどうかさえ知ることはできません。

しかしながら、もし私たちが住んでいるこの宇宙を理解するのに無限に存在している並行宇宙の存在が不可欠なのだとしたら、「現実」そのものが私たちが考えているよりももっとずっと大きくて、もっと不可解なのかもしれないですね

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