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すべてのブラックホールは、事象の地平線の内側に新しく成長する宇宙を作り出しています。ニコデム・ポプワフスキーは天才です。ただし、この言葉は大いなる謙遜をもって使われるべきでしょう。ブラックホールが新しい宇宙を作り出すという彼の概念は、ナショナルジオグラフィックとサイエンス誌によって、その年の最も重要な10のアイデアの一つとして認識されました。
つまり私たちの宇宙には数十億のブラックホールがあり、それぞれのブラックホールが新しい宇宙を作るのです。基本的に、私たちの宇宙は数十億の赤ちゃんを作っているのです。ブラックホールについて記述したその論文は、サイエンス・ニュースの歴史上、最も頻繁に引用された論文の一つでした。
私はこれら二つのことを結び付けようとしています。つまり、空間時間のねじりを持つアインシュタイン・カルタン理論と、すべてのブラックホールに新しい宇宙が形成されるという考えを結び付けているのです。モーガン・フリーマンは、彼の有名な「キュリオシティ」番組で、彼を新しいコペルニクスと呼びました。
バウンス後の物質はどこかに膨張しなければならないので、新しい空間に膨張します。つまり、新しい閉じた成長する宇宙を作り出すのです。私たちはブラックホールの向こう側に何があるかを決して見ることはできません。そこに行かない限りは。
会話の司会者は、マイケル・WB・コフスキーです。彼はイェール大学のヨーロッパ研究ディレクターで、現在はペンシルベニア大学に関連しています。
教授、私たちの会話をブラックホールの議論から始めたいと思います。具体的には、なぜブラックホールと宇宙の膨張を調和させることが、私たちの宇宙理解にとってそれほど重要な鍵となるのかをお聞きしたいのです。
ブラックホールは非常に魅力的で、私たちはそれらが存在することを知っています。数年前、ブラックホールがアインシュタインの一般相対性理論の確実な予測であることを確認したことでノーベル賞が授与されました。これは50年前、ロジャー・ペンローズとスティーブン・ホーキングの画期的な研究によって行われました。
ブラックホールは非常に魅力的ですが、私たちはまだその内部に何があるかを知りません。なぜなら、ブラックホールは内部から何も逃げ出すことのできない時空の領域だからです。ブラックホールの境界は事象の地平線と呼ばれています。
標準的な一般相対性理論では、星が形成されるときや、銀河の中心に大量の物質があるときにブラックホールが形成され、事象の地平線内部で定義される物質がさらに収縮し、重力的特異点に到達すると予測されています。これは点、または回転するブラックホールの場合はリングで、そこでは時空の曲率と物質の密度が無限大になります。
しかし、無限大は私たちの自然の物理学に対する理解が不完全であることを意味します。なぜなら、無限大は測定できず、物理学は実験科学だからです。測定できないものは物理学ではありません。この問題が長年にわたって私を悩ませており、重力的特異点を除去する代替的な方法があるかどうかを探求したいと思いました。
一般相対性理論には古い拡張があります。最も古い拡張はアインシュタイン・カルタン重力理論と呼ばれるもので、物質のエネルギーと運動量が時空の曲率を与えるとしています。これはアインシュタインがすでに述べていたことです。しかし、スピンと呼ばれる物質の内在的角運動量、つまりクォークや電子などのフェルミオンと呼ばれる粒子の内在的スピンが、時空のねじりを作り出すのです。
ねじりは時空のもう一つの性質で、アインシュタインはこれをゼロと仮定していましたが、カルタンはその条件を緩和し、「ねじりが何でもよいと仮定してみよう。場の方程式が決定するだろう」と言いました。そして、1960年代により多くの研究を行ったシャーとキブルによると、物質の内在的角運動量またはスピンがねじりを作り出すことが分かりました。
1970年代に研究者たちは、ねじりが重力的反発として現れることを発見しました。つまり、物質がブラックホールや ビッグバンで特異点を作ろうとするとき、物質は原子核密度よりもはるかに大きい極めて高い密度に達し、その時、通常は無視できるねじりが、実際には非常に強くなるのです。そのような密度では、ねじりは重力的反発として作用し、特異点の形成を防ぐのです。
研究者たちはすでに、ねじりを持つ宇宙には、特異で密度が無限大であるビッグバンがなかったことを発見していました。ビッグバンより前に何かがあったのです。なぜなら、ビッグバンが特異でなかったなら、その前に何があったのかという疑問が生じるからです。
もちろん、多くの理論家たちがそこに何があったかを考えることができますが、私がアインシュタイン・カルタン理論を学び、さらにホーキングとスモーリンが持っていた仮説、つまりすべてのブラックホールの最終特異点が新しい宇宙の初期特異点になるという仮説についても学んだとき、しかしその過程で物理学の法則が変わる可能性があるため、物事は非常にランダムになり得ます。
私は、時空のねじりを持つアインシュタイン・カルタン理論と、すべてのブラックホールに新しい宇宙が形成されるという考えを結び付けようとしました。私が発見したのは、基本的にブラックホールが宇宙とどのように関連するかという関係です。
つまり、正しく理解すると、私たちが宇宙船に乗ってクリストファー・ノーランの「インターステラー」のようにブラックホールに向かって飛んでいる観測者だとして、事象の地平線に遭遇した場合、あなたが言及したブラックホールを通過すれば、私たちは別の宇宙に行くことになるということでしょうか？
私はそう信じています。なぜなら、特異点をビッグバウンスと呼べるバウンスに置き換えるアインシュタイン・カルタン重力理論を結び付けることで、ブラックホールで特異点が回避され、物質がバウンスして膨張を始めるとしても、その物質は事象の地平線を離れることができないからです。事象の地平線を通る運動は一方通行の旅のようなもので、一方向の運動です。
バウンス後の物質はどこかに膨張しなければならないので、新しい空間に膨張します。つまり、新しい閉じた成長する宇宙を作り出すのです。基本的に、私はすべてのブラックホールが事象の地平線の内側、あるいは正確には事象の地平線の向こう側に新しい成長する宇宙を作り出すと信じています。
私たちがブラックホールへ向かう一方通行の旅の外側から、その宇宙について何かを学ぶことができるかどうか疑問に思います。私たちがいるこの宇宙の特性、例えば宇宙の観測可能質量などを使って、私たちの宇宙を作ったブラックホールについて何かを学ぶことはできるでしょうか？また、向こう側について、いわゆる母宇宙について学ぶことはできるでしょうか？
私たちはブラックホールの内部に何があるかを決して知ることはできません。なぜなら、誰かをブラックホールに送ろうとしても、私たちの時間では決してそれを見ることができないからです。時間は相対的だからです。地球上の時間は、ブラックホールに向かう宇宙船の時間と同じではありません。宇宙船の時間は私たちの時間よりもゆっくり進みます。重力が時間を遅くするからです。これが重力の時間と空間への影響です。
インターステラーと同じように、主人公は娘よりも若くなりました。なぜなら、彼はブラックホールの近くで時間を過ごし、それが彼の時間を大幅に遅くしたからです。基本的に、私たちは宇宙船が事象の地平線を横切るのを決して見ることができません。なぜなら、事象の地平線で、宇宙船と共に動く宇宙船の観測者によって測定される固有時間と呼ばれる時間の、私たちの時間に対する比率がゼロに達するからです。これは時間が凍結することを意味し、私たちは先に進むことができません。
ブラックホールを横切る宇宙船の時間が私たちの時間に対してゼロに凍結するなら、私たちは宇宙船が事象の地平線を横切るのを決して見ることができないということです。基本的に、地球上の私たちの視点から見ると、宇宙船は無限の未来の後、無限の時間の後に事象の地平線を横切ることになります。つまり、私たちは向こう側に何があるかを決して見ることができません。なぜなら、その宇宙船が横切るのを決して見ることができないからです。
しかし、宇宙船の観測者は他の宇宙について何かを学ぶことができるでしょうか、それとも引き裂かれてしまうでしょうか？
それは良い質問です。これに答える前に、ブラックホールが形成される場合についても同様のことが言えることを述べたいと思います。星が崩壊してブラックホールになるとき、その星の表面に観測者を置くことができます。観測者の固有時間では、その星と共に崩壊する観測者は、ある有限の時間で事象の地平線が形成され、ブラックホールが形成されるのを見るでしょう。
しかし、地球上の人々はそれを決して見ることはありません。宇宙船の例と同様に、地球上の人々は、崩壊する星の表面にいた観測者が無限の時間の後に事象の地平線に到達するのを見るでしょう。つまり、星は無限の時間の後にブラックホールに収縮します。これは、私たちの地球上の視点からは、ブラックホールが決して形成されないことを意味します。
まだそこにはありませんが、ほぼそこにあります。私たちの外側の視点から無限の時間の後に形成されるからです。しかし、物質と共に崩壊する観測者にとっては、ブラックホールはすでにそこにあります。ブラックホールは形成されます。私たちは外側からブラックホールの向こう側について決して学ぶことはできません。なぜなら、私たちの視点からは、向こう側はまだ形成されていないからです。無限の時間の後に形成されるのです。
私たちは、そこに行かない限り、ブラックホールの向こう側に何があるかを決して見ることはできません。誰かを送ったとしても、その人は決して私たちに教えることができません。なぜなら、私たちはその人がそこに行くのを決して見ることができないからです。
ちょっと待ってください。ブラックホールは私たちの視点から無限の時間の後に形成されるということは、その向こう側にある別の宇宙も無限の時間の後に形成されるということでしょうか？つまり、私たちの視点からは一つの宇宙、私たちの宇宙しかなく、ブラックホールはないということでしょうか？
すべてのブラックホールと、それらのブラックホールの向こう側にあるすべての赤ちゃん宇宙は、私たちの視点から無限の時間の後に形成されます。それが正しいかどうかを見るためには、決して分からないかもしれませんが、このモデル、この仮説が正しいなら、一つのブラックホールを選んでそこに行けば、実際に有限の時間で事象の地平線を横切ることが分かるでしょう。私たちはその事象の地平線の形成に実際に参加することさえあるかもしれません。
実際にこれを調査していますが、私たちは向こう側の新しい宇宙にいて、戻ることはできません。誰にも教えることはできません。信号を送ることもできません。外側の誰にも私たちが見たものを教えることはできません。つまり、彼らは決して知ることはありません。これは、私たちが決して知ることはないと私が言ったことと一致しています。
しかし、私たちがブラックホールの中にいるとき、私たちは自分の宇宙を忘れます。つまり、もう戻ることができないので、それは消えてしまいます。ブラックホールの内部、つまり向こう側が私たちの新しい宇宙です。これが今私たちの宇宙であり、唯一の宇宙です。なぜなら、その宇宙には、私たちの視点からはまだ形成されていない他のブラックホールがあるかもしれないからです。つまり、それが今私たちの宇宙なのです。
まるでフラクタルのようですね。
そうです、そうなのです。私たちの宇宙には数十億の銀河があります。観測されたものです。なぜなら、光速よりも速く膨張する宇宙の部分があるため、宇宙論的地平線があり、私たちは決してそれらを見ることはできないからです。私たちは宇宙全体を決して見ることはありません。
しかし、観測可能な宇宙には数十億の銀河があり、私たちが知る限り、ほぼすべての銀河の中心に超大質量ブラックホールがあります。各銀河はその中心に一つの超大質量ブラックホールを持っています。つまり、私たちの宇宙には数十億のブラックホールがあるのです。
私たちの視点からは、それらはほぼブラックホールです。それらがブラックホールであることを私たちは知っています。なぜなら、質量と半径を測定すれば、物体がブラックホールかどうかを判断できるからです。質量は、古典力学のように軌道を回る物体の速度を測定することで測定でき、半径も測定できます。ブラックホールの質量と半径の間にはシュヴァルツシルト関係と呼ばれるものがあります。
半径と質量がその関係に非常に近い物体を見つけたら、それがブラックホールであることが分かります。ほぼブラックホールになるか、または固有時間ではすでにブラックホールですが、私たちにとってはほぼそこにあるのです。私たちの宇宙には数十億のブラックホールがあり、各ブラックホールが新しい宇宙を作ります。基本的に、私たちの宇宙は数十億の赤ちゃんを作るのです。
その点について疑問に思うのですが、私たちの視点から、この赤ちゃん宇宙を作っているブラックホールの質量を知っていますが、ホーキングが発見したホーキング放射についても私たちは知っています。これは内側の赤ちゃん宇宙に何らかの影響を与えるでしょうか？
実際、ホーキング放射に相当する放射があります。ホーキング放射は、事象の地平線近くで仮想粒子が作られ、一つが内側に行き、もう一つが行かないため、ブラックホールの放射についてのものでした。つまり、それらはもはや仮想ではなく、永続的になります。内側に行かないものは外側に行き、ブラックホールが放射しているように見えます。
しかし、もちろんエネルギーは保存されるので、最終的にブラックホールは縮小し、蒸発します。私の仮説では、ブラックホールが向こう側に新しい宇宙を持っているなら、その宇宙は蒸発したり消失したりしません。起こることは、私たちの宇宙から宇宙への接続が蒸発することです。
基本的に、ホーキング放射のおかげで、赤ちゃん宇宙は親宇宙から切り離されます。そして消えてしまいます。基本的に接続が消えるのです。なぜなら、事象の地平線は基本的にアインシュタイン・ローゼン橋、つまり私たちの宇宙（親）を赤ちゃん宇宙に接続するワームホールだからです。
私は、すべてのブラックホールが私たちの宇宙を赤ちゃん宇宙に接続するワームホールになると信じています。ホーキング放射には二つの効果があります。一つは、この接続がある時点で蒸発することです。私たちの視点からは、ブラックホールが消失するのを見ますが、向こう側の宇宙は消失しません。基本的に、私たちから赤ちゃん宇宙への接続が切断されるのです。赤ちゃんが親から切り離されるのです。
二つ目は、ゼルドビッチ・パーカー・サリンスキー放射と呼ばれる、ホーキング放射に類似したものです。これは基本的にホーキング放射と似たもので、事象の地平線近くではなく、時間的に変化する強い重力場での粒子・反粒子対の生成です。基本的に、ホーキング放射を説明する同じメカニズムがその放射を説明します。
その放射によると、ブラックホールで特異点の代わりにビッグバウンスが起こるとき、ビッグバウンスは非常に大きな減速を意味します。物質は非常に速く崩壊し、突然停止してバウンスバックします。収縮から膨張へと移行するので、非常に速く起こる巨大な加速があります。重力場が非常に速く時間的に変化します。
そこでホーキング放射を適用すると、大量の質量生成が得られます。多くの粒子、多くの物質と反物質、粒子と反粒子が生成されますが、一つが地平線に入り、もう一つが入らないホーキング放射とは異なり、両方ともまだそこにあります。基本的に、非常に短い時間で多くの新しい質量が作られ、そのためブラックホールの向こう側の宇宙は、その宇宙を作った元のブラックホールよりもはるかに大質量になります。
もちろん、私たちの宇宙は星よりもはるかに大質量です。この対生成のおかげで、事象の地平線の向こう側の新しく成長する宇宙は、元の親ブラックホールよりもはるかに大質量で大きくなることができます。向こう側は親ブラックホールと同じサイズである必要はありません。ブラックホールの向こう側ははるかに大きくなることができ、これは矛盾しません。
なぜなら、私たちはまだそれを見ることができないからです。私たちの視点からは、ブラックホールは決して形成されないということを覚えておいてください。つまり、ブラックホールよりもはるかに大きい赤ちゃん宇宙も決して形成されませんが、一度ブラックホールに行けば、私たちがいる空間が、私たちが通ってきた入り口よりもはるかに大きいことが分かります。
ナルニア国物語のようですね。ワードローブの扉を開けて中に入ると、ドクター・フーのように、警察ボックスに入って、扉よりもはるかに大きい美しい船の中にいることに気づくのです。
エネルギーについて質問があります。赤ちゃん宇宙は決して形成されないので、私たちの宇宙から赤ちゃん宇宙へのエネルギーや質量の移動はどのようになるのでしょうか？
もちろん、ブラックホールが形成されるとき、それは星や銀河の中心にある元の質量から形成されます。物質をあまり圧縮する必要はありません。大きな空間に大量の物質があればよく、ブラックホールは自然に形成されます。水から、圧縮することなくブラックホールを作ることもできますが、大量の水が必要です。
例えば、木星の軌道と同じ大きさの球体を想像し、その球体を水で満たせば、それは瞬時にブラックホールになります。大きなブラックホールは圧縮する必要がないからです。そのような巨大な水の球体は、すでに質量と半径のシュヴァルツシルト関係を持っているからです。空気からでも、海王星軌道からブラックホールを作ることができます。
小さなブラックホールは圧縮する必要があるため、星から小さなブラックホールを作るのは困難ですが、銀河の中心からは非常に簡単です。向こう側に何があるかを見るためには、そこに行かなければなりません。そこに行く必要があります。なぜなら、私が言ったように、ブラックホールは形成されず、そこに到達しようとする観測者は、私たちの視点からは決してそこに到達しないからです。
彼らが事象の地平線に到達し、それを横切る時間は無限ですが、一度内側に入れば、新しい宇宙を見ることができます。発見したことを誰にも教えることはできません。なぜなら、情報を送り返すことができないからです。事象の地平線を通るのは一方向だけで、一方通行の切符のようなものです。
新しい宇宙にいることができますが、この新しい宇宙は古いか若いかもしれません。それは場合によります。事象の地平線を横切ったときの赤ちゃん宇宙の年齢をまだどのように予測するかは分かりません。私たちの宇宙を離れて赤ちゃん宇宙に行くことを決めたとしても、非常に若くて熱い宇宙に行き着くことは望ましくありません。そこで生活するのは非常に良くないでしょう。
冷たくて、すべての星、太陽のようなものがあって、エネルギーを生産でき、エネルギーと生命を持つことができるものが欲しいのです。エネルギーについてですが、物質は量子生成によってビッグバウンス近くで生成され、エネルギーは保存されます。これはエネルギーや運動量の保存則に違反しません。エネルギー、運動量、角運動量、これらすべてが保存されます。
質量は保存される必要がありません。質量は保存される必要がないのです。なぜなら、エネルギーはMC²だけではないからです。エネルギーは質量エネルギーだけでなく、重力エネルギーでもあります。質量と運動のエネルギーは正のエネルギーで、重力のエネルギーは負です。つまり、ゼロから別のゼロを作ることができますが、負である重力エネルギーが正の質量と運動のエネルギーを相殺するような新しい物質を作れば、全エネルギーはまだゼロです。
ゼロからゼロを作ることができ、それがホーキング放射の仕組みです。ホーキング放射は異なります。なぜなら、エネルギーが失われるからですが、それは一部の粒子が分裂するからです。しかし、閉じた宇宙で対を作る場合、私は数年前に論文を書いて、閉じた宇宙でエネルギーがゼロであることを証明しました。つまり、閉じた宇宙では何もないところから物質を作ることができ、エネルギーは保存され、無料でそれを行うことができます。
それは重力のおかげです。これらの粒子が戻って自己消滅することもできます。基本的にゼロに戻る、物質から非物質へということですが、両方向に進むプロセスは、一方向の方が他方向よりも確率が高く、熱力学の第二法則と、エントロピーの増加があります。実際に、エントロピーは何もないところから新しい質量を生産する場合に増加するので、これは有利です。
あなたが言及したねじりの考えに戻りたいと思います。これが特に一般相対性理論と量子力学の間の欠けた部分になる可能性があるかどうか疑問に思います。そう思われますか？
そう信じています。ねじりが重力的特異点を除去し、ビッグバウンス後の新しい赤ちゃん宇宙のダイナミクスが宇宙インフレーションのように振る舞うことを研究しました。ねじりは特異点の回避とインフレーションの両方を行うことができ、私たちがどこから来たかを説明できます。
すべてのブラックホールが新しい宇宙を作るなら、拡張すると、私たちの宇宙は私たちの宇宙の親である宇宙に存在するブラックホールで生まれたということになります。私たちには数十億の兄弟がいます。なぜなら、その宇宙は他の新しい宇宙を持つ他のすべてのブラックホールを作ったからです。
これに加えて、私はねじりが量子力学の欠けた何かになり得ると信じています。量子力学は線形理論で、線形理論とは、二つの解があり、それらを足すと別の解が得られるというものです。そのため、量子力学の線形性に関連する量子重ね合わせがあり、電子が同時に複数の位置に存在でき、それが実際にどこにあるかを測定しようとすると、基本的にランダムに一つの位置を選び、他のすべての位置で消失します。
これは奇妙で変です。私はそれが好きではありませんでした。これは量子力学の標準的なコペンハーゲン解釈です。もちろん、多くの量子物理学者は、「崩壊について心配する必要はない。観測できるのは結果だけだ」と言います。つまり、粒子がどこにあるかを測定しますが、量子力学は確率を美しく計算します。
数十億の電子があり、確率があれば、実際にそれらすべてを測定すれば、それらがランダムにそれらの位置を選ぶことが分かりますが、分布は確率的計算と一致します。量子力学は統計的に良い数を与えます。一つの電子については、それはランダムで、ここにもそこにもあり得ますが、確率があるため一つの電子に確率を適用することはできませんが、数十億の同一のものがあれば、ああ、それらの一部はここに、一部はそこにあることが分かり、確率を行うことができます。
ねじりのため、ねじりは実際に量子力学の線形性に違反します。相対論的量子力学の方程式であるディラック方程式が、波動関数において3次になるからです。非線形である小さな項が一つあり、シュレディンガー方程式も非相対論的極限で非線形になります。
量子力学が非線形であることは、重ね合わせを持つことができないことを意味し、電子が同時にここにもそこにもあることができないことを意味します。なぜなら、それは量子力学が線形である場合にのみ可能だったからです。私の意見では、ねじりは量子力学の一つの解釈を支持するでしょう。それは量子力学のパイロット波解釈またはドブロイ・ボーム解釈と呼ばれるものです。
当初は興味深いものでしたが、その後、ボーアやハイゼンベルクなどのほとんどの物理学者がその解釈に強く反対し、コペンハーゲン解釈が標準的な解釈になりました。そこでは電子がどこにでもあり、誰も理解せず、誰も気にしない波動関数の崩壊があります。
しかし、ドブロイ・ボームのパイロット波量子力学解釈では、電子は局在化されており、一点にのみ存在し、ディラック方程式やシュレディンガー方程式を満たすパイロット波によって誘導されると述べています。この解釈は同じ数値的予測を与えますが、ねじりの存在下では、実験はまだ行えませんが、私たちはそのような巨大な密度やマイクロスケールを持っていないからです。
あなたの理論、特にねじりというその中心部分を振り返って見てみたいと思います。あなたが無限の資源を持っていると仮定して、世界中のすべての物理学研究所があなたの制御下にあるとしたら、ねじりの証拠を得るためには何が必要でしょうか？ねじりが存在することを示す具体的な何かを得るために、どのような実験を行う必要があるでしょうか？
ねじりは存在するので、他のすべてのことが続きます。ねじりは、約10の45乗キログラム毎立方メートルという極めて高い密度で重要になります。宇宙で最も密度の高い物体である中性子星でも10の17乗しかありません。つまり、密度に関するねじりの影響は、地球上や太陽系、さらには星や銀河でも非常に無視できるものです。
ねじりが存在することを天文学的に証明するためには、密度が非常に大きい領域、つまりブラックホールの内部やビッグバンでのみ調査する必要があります。私たちはブラックホールの内部に行くことはできませんし、行ったとしてもねじりがそこにあるかどうかを発見したとしても、発見したことを地球に教えることはできません。これは除外されます。
つまり、ビッグバンです。すべてのブラックホールが宇宙を作るなら、私たちの宇宙はブラックホールで生まれたということになります。私たちは私たちの宇宙を形成したブラックホールの向こう側にいるのです。私たちの視点から見ると、ブラックホールの向こう側を白色ホールとして見ています。
もし私たちの宇宙で白色ホールを発見したら、それはブラックホールと同じ時空の幾何学を持ちますが、唯一の違いは物質が入らず、出てくることです。もし一つだけ発見したら、一つだけでなければなりません。二つの白色ホールは多すぎて、どのように可能かわかりません。
もし一つだけの白色ホールを私たちの宇宙で発見したら、それはブラックホールが新しい宇宙を作るということについて何かが正しいことの間接的な証拠になるでしょう。しかし、これは非常に困難です。
私たちの宇宙がブラックホールで生まれたなら、ねじりが特異点を取り除いたために特異的なビッグバンを置き換えたビッグバウンス直後の宇宙の膨張、宇宙がどのように膨張し、インフレーションするかの動力学、ちなみにねじりもインフレーションを予測するので、インフレーションに対するより多くの制約が、ねじりがどのようにインフレーションを作るかという私の仮説、私の理論を支持する可能性があります。
ねじりが正しいかどうかを教えてくれる宇宙膨張の最初の部分、最初の瞬間を知ることです。宇宙の最初の瞬間を見ることはできません。なぜなら、私たちが見ることができる最も古い光は、ビッグバンまたは私の理論ではビッグバウンスの37万年後に形成されたからです。それ以前は光が物質に閉じ込められており、宇宙は光に対して透明ではありませんでした。
光を使うことはできません。宇宙の最初の瞬間を見ることはできませんが、重力波やニュートリノを使うことができます。なぜなら、それらは熱い物質を自由に通過できるからです。私は、重力波天体物理学の将来にあると言いたいと思います。これは非常に新しい分野で、重力波が初めて検出されたのは約10年前です。
1974年に、ハルス・テイラー・パルサー連星によって間接的に証明されました。人々は、重力波が存在するなら、アインシュタインの方程式に従ってエネルギーを運び去るため、それらの二つのパルサーの軌道周期が小さくなることを発見しました。観測によると、これは間接的な証拠でしたが、今ではキップ・ソーンや、LIGOによる実験的検出のおかげでそれらが存在することを知っています。
重力波は非常に新しい研究であり、ニュートリノについても、私たちはニュートリノが存在することを知っていますが、まだそれらを宇宙論や天体物理学に使っていません。それは非常に新しいことです。私は、ニュートリノと重力波の天文学が、ビッグバウンス後に宇宙がどのように膨張したかを教えてくれ、ねじりを証明できると信じています。
しかし、これはねじりの天文学的な部分だけです。私の最大の希望は、そしてあなたがもし私がリソースを持っていて、今すぐそれをやりたいと言ったのは、素粒子物理学を使うことです。ねじりの存在下では方程式が非線形になり、また、2010年に私が書いた論文では、ねじりのために素粒子が点になれないことを示しました。
電子とは何でしょうか？私たちは電子が点だと信じていますが、ある技術的精度でそれを調査することができます。私たちが知る限り、電子は10のマイナス22乗メートルより小さいです。それは非常に小さな数です。プランクスケールは10のマイナス35乗なので、それはまだ巨大です。
しかし、ねじりが存在するなら、私は電子が点ではなく、10のマイナス27乗メートルのサイズを持つ何らかのフレア状構造になると予測し、計算しました。プランクスケールは10のマイナス35乗なので、それはプランクスケールよりもはるかに大きいです。私たちは超量子重力のようなものに行く必要はありません。
10のマイナス27乗は、私たちが今できることから5桁下がっただけなので、おそらく50年後にはそのスケールに到達できるでしょう。そのスケールで電子について何かおかしなことを発見したら、これがねじりを証明することになるでしょう。なぜなら、ねじりが実際にこの数を与えるからです。他のモデルにも拡張粒子の理論がありますが、異なる数になるでしょう。
素粒子物理学はねじりによって影響を受けます。素粒子の拡張サイズを通してと、第二に、ねじりの存在下で量子場理論では、変換が非可換であるため運動量が非可換になり、そのため、素粒子物理学で確率を計算する量子場理論の無限積分が収束する和に置き換えられます。無限は除去されますが、量子場理論でのそれらの確率に対するねじりからの小さな補正もあります。
それらは非常に小さいですが、ある時点で検出できると信じています。量子場理論のような異なるプロセスの散乱断面積や、いくつかの粒子の崩壊の寿命がねじりによって影響を受ける可能性があり、これが直接的な証拠になる可能性があります。
私は素粒子物理学と言いたいと思います。ニュートリノと重力波について宇宙の最初の瞬間を調査することについて言及しましたが、より地球上で、宇宙の物事を待つのではなく、何らかの実験室でそれを行うために、ねじりが量子力学と量子理論にどのように影響するかをチェックする素粒子物理学と言いたいと思います。
教授、私たちの会話を終えるにあたって、まず第一に本当にありがとうございました。そして、もう一つは、彼の宇宙論ドキュメンタリーの一つでモーガン・フリーマンの引用を支持することしかできません。あなたを第二のコペルニクスと言ったことです。
そして、もし私が言ってもよければ、あなたがコペルニクスと同じ都市、ポーランドで5世紀前に生まれたという事実だけでなく、あなたは明らかに私たちにブラックホールの向こう側の新しい宇宙の新しい広大さを開いてくれています。たとえ私たちがここ地球でそれらに到達することができないとしても。本当にありがとうございました。
どうもありがとうございます。また、時には何かを検証するために長い時間待たなければならないことがあるという声明で終わりたいと思います。アルベルト・アインシュタインは1916年に重力波を予測し、1974年に間接的に存在することが示され、2015年か2018年に検出されました。
時には100年、あるいは50年かかることもあります。時には数十年かかるので、おそらくねじりは50年待たなければならないかもしれません。うまくいけば、それが検出されるときに私が生きていて、とても幸せになれることを望んでいます。うまくいけば、もっと早く検出されることを願っています。
本当にありがとうございました、教授。
ありがとうございました。
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