【TED】宇宙の終焉に関する人生を変える質問【日本語訳】

こんにちは、ケイティ、ようこそ。

ありがとう。

お招きいただきありがとうございます。

とても嬉しいです。

天体物理学者ではない私たちのために、宇宙がどのように始まったのか、そしてそれをどのようにして知っているのかについて少しおさらいしていただければ幸いです。

そうそう。

そこで、ちょっとした歴史から始めたいと思います。

少し歴史から始めます。

そこで、ちょっとした歴史から始めたいと思います。

そうそう。

つまり、私たちは実際に見ることができるので、初期宇宙、宇宙の始まりについて実際にかなりのことを知っています。

そして、これは宇宙の始まりを見ることができる天文学の最もワイルドな部分です。

つまり、宇宙は約13ということになります。

誕生してから 80 億年、宇宙に目を向けると、遠くにある銀河が見えます。そして、遠くにある銀河に目を向けると、それらはすべて私たちから遠ざかっています。

それで、長い間、銀河が現在私たちから遠ざかっているなら、過去には銀河は私たちに近づいていたに違いないという考えがありました。

過去の宇宙はある意味もっと小さく、より熱く、より密度が高く、より小さな空間にすべてが詰め込まれていたに違いありません。

それがビッグバン理論であり、宇宙はかつては小さく、より密度が高く、より高温であったという考えです。

そして、1960 年代に、宇宙の非常に初期の光を実際に見ることができ、そのことを示す直接的な証拠が得られました。

それでは、もう一歩下がってみましょう。

私たちが遠くの銀河を眺めるとき、その銀河からの光が私たちに届くまでには時間がかかります。

それで、私たちは銀河が輝いているのを見ます、その光はあちらとここの間の空間を横切るのに10億年かかったかもしれません。

光が私たちに届くまでに100億年、さらには130億年かかるほど遠くにある銀河も見ることができます。

そして宇宙はたったの13です。

樹齢80億年。

では、光が私たちに届くまでにそれ以上、つまり 130 億年以上かかっているものを見た場合はどうなるでしょうか?

さらに遠くのものを見ようとするとどうなるでしょうか?

さて、観測可能な宇宙をどこまで見渡すことができるかには限界があります。

そしてその限界は、光が伝わるのにどれくらいの時間がかかるかによって決まります。

つまり、光が私たちに届くまでに150億年かかるほど遠くにあるものがあったとしても、私たちはそれを見ることができません。なぜなら、光はまだここに届いていないからです。

でも、とても遠くにあるものを見ると、光が消えてしまいます。

私たちが到達するのに80億年かかるとすると、私たちが見ているのは宇宙が始まったばかりの時代です。

私たちは宇宙の始まりからの光を見ています。

そして、遠くにあるものを見るとしたら何が見えるかというと、火ですよね？

そこで私たちは、初期の宇宙は熱くて密度が高く、宇宙のあらゆる場所がこの種の渦巻くプラズマで満たされていたような考えを持っていると考えています。

そして、私たちが十分遠くを見れば、それが見えるはずです。なぜなら、私たちははるか昔に遡って、宇宙全体が燃えていた時代を見ているからです。

そして私たちはそれを目にしています。

驚くべきことに、私たちはそれを実際に見ています。

マイクロ波望遠鏡を使用すると、この背景光が見えます。

私たちが見ているどの方向を見ても、ご存知のとおり、私たちの視界の端にはこの熱、この火があります。

そして私たちはそれが熱であることを知っています。

光のスペクトルを分析すると、このマイクロ波光、この放射は、何かが熱いために単に光っているときに得られる光の種類であることがわかります。

そして、どの方向を見ても、十分遠くを見れば、私たちははるか昔に遡って、今も燃えている宇宙を見ていることがわかります。

それがビッグバンです。

まさにその頃、あの火事がどのようにして起こったのか。

それはまったく別の非常に複雑な話であり、私たちはまだ解明中です。

ですから、私たちは、ご存知のとおり、激しい部分の前にこのインフレ、この急速な拡大があったと考えています。

それ以前には、特異点があったかもしれないし、存在しなかったかもしれません。

分かりません。

何がその急速な拡大を始めたのかはわかりません。

しかし、宇宙の最初の 38 万年間、それはこの種の全体であり、宇宙全体がこの火で満たされていたことを私たちは知っています。

そして私たちはそれが見えるのでそれを知っています。

すごい。

さて、宇宙がどのように正確に終わるのかについて、興味深い詳細をいくつか見てみましょう。

あなた自身、他の多くの宇宙学者と話したことがあり、これについてはさまざまな理論があることを私は知っています。

どこから始めるべきだと思いますか?

ディーラーの選択。

私たちに何が待っているのでしょうか？

そうですね、私たちが知る限り、宇宙論で最も可能性が高く、最も話題になるのは熱による死です。

これが私がTEDトークで話したことです。

そこでの考えは、ご存知のとおり、宇宙は現在膨張しているということです。

銀河同士の距離はどんどん遠くなっています。

膨張を測定したところ、まったく減速していないことがわかりました。

実際にスピードが出ていました。

そしてそれはワイルドだった。

それは、ボールを空中に投げると、少しの間速度が落ちてから、そのまま宇宙に飛び出すようなものでした。

それは非常によく似た物理学のようなものです。

そして、なぜそのようなことが起こるのか、私たちには全く分かりませんでした。

したがって、なぜそれが起こったのかはまだわかりません。

私たちはそれを暗黒エネルギーと呼ぶもののせいだと考えています。

私たちはダークエネルギーが何であるかを知りません。

それは単に物事を引き離し、宇宙をより速く膨張させているように見えるものです。

そのせいで、私たちは本当にすべてが終わってしまうように見えます、ご存知のように、すべての銀河は本当に孤立し、星は消滅し、宇宙は非常に暗くなり、非常に寒くなり、そして私たちは基本的にこれで終わるでしょう空っぽで、冷たく、暗く、孤独な宇宙。

そしてそれは熱死と呼ばれます。

それが熱死と呼ばれる理由は、すべてが創造の廃熱に崩壊しているからです。

つまり、完全に効率的な機械を使用することができないのと同じように、摩擦によって常にわずかなエネルギーが失われます。

それは物理学一般の性質です。

それは熱力学の第二法則と呼ばれます。

あらゆるものが崩壊してエントロピーになり、無秩序になります。

そしてそれは物理学の観点からは熱と呼ばれます。

つまり、熱による死は、宇宙の廃熱以外に何も残っていない状態です。これが、代替案について話すのが楽しい理由の一部です。なぜなら、熱による死が起こるかどうかは、私たちには確実にはわかりません。ダークエネルギーが何なのか分かりません。

私たちは、宇宙をより速く膨張させているこの物質を理解していません。

おそらくそれは単なる空間の特性であり、空間にはこの種の拡張機能が組み込まれており、そのまま進み続けるでしょう。

しかし、それは時間の経過とともに変化するものかもしれません。

もしかしたら状況が好転して、大きな危機が訪れて、すべてが元に戻るかもしれない。

あるいは、闇のエネルギーがより強力になり、最終的には大きな裂け目と呼ばれるものに行き着くかもしれません。そこでは、暗黒エネルギーがさらに強力になると、銀河を互いに遠ざけるだけでなく、実際に銀河内の空間を拡張し、移動し始めます。星を銀河から遠ざけ、惑星や星を引き離し、最終的には宇宙全体を破壊します。

つまり、これらは私がこの本の中で話している別の可能性です。なぜなら、私たちはダークエネルギーが何であるかを知りませんし、それが将来何をするのかも確かにわからないからです。

聴衆からのいくつかの質問に答えたいと思います。

ヴァシリーは尋ねます、もし宇宙がなかったら、何が存在するだろうかという質問をしたことがありますか？

これは、宇宙が終わった後はどうなるのかという疑問につながります。

それでは、宇宙をどのように定義するかという難しい問題に巻き込まれると思います。

したがって、宇宙はすべてであると定義できます。

そして、それはあまり明確ではない質問になります。

すべて以外のものにとって、それは何を意味しますか？

そして、他に何かがあるとすれば、それは定義上、宇宙の一部です。

しかし、私たちが宇宙論で宇宙についてよく話す方法の 1 つは、観測可能な宇宙について話すことです。観測可能な宇宙とは、ビッグバン以来、光が私たちに到達するまでに時間がかかった、私たちが見ることができる宇宙の一部です。

それで、前に話しましたが、観測可能な宇宙の端は、ビッグバンの光が見える場所です。

実際の宇宙は、観測可能な宇宙の端をはるかに超えて広がっていると私たちは考えています。

観測可能な宇宙は単なる遠近法にすぎません。

地球にいるときの地平線のようなものです。

あなたが立っている場所からは遠くしか見えませんが、地球は地平線の彼方へ進み続けています。

宇宙についても同様に、宇宙は私たちが目に見えるもの、観察できるものよりもずっとずっと遠くまで広がっていると私たちは確信しています。

しかし、私たちは観測可能な宇宙を見ることができ、研究することもできますし、観測可能な宇宙について学ぶことはできますが、その先にあるものについての情報は得ることができません。

つまり、私たちから遠く離れた空間領域が存在し、事実上別の宇宙である多宇宙のようなものが考えられます。

それらの地域には、まったく異なる歴史、まったく異なる未来、さらには異なる物理法則がある可能性があります。

したがって、私たちの観測可能な宇宙がエントロピーに崩壊した後も長い間存続する可能性、またはおそらく別の運命を迎える可能性があります。

そして、空間の高次元が存在する可能性さえあります。たとえば、私たちが想像できない方向、つまり、私たちが考えていない別の次元の空間、私たちが考えていない別の方向によって私たちから隔てられた空間があるようなものです。

。

それは私たちの空間方向すべてに対して垂直であり、私には想像できませんが、数学的には、ある意味では理にかなっています。

ですから、そういう可能性もあるわけです。

そして、本当に深く掘り下げると、空間と時間の性質についての本当に奇妙なことにたどり着くことができます。

しかし、この本の中で、私は実際に観測可能な宇宙について、その運命という観点から話しているだけです。なぜなら、私たちが実際に研究できるのはそれだけだからです。

多元宇宙と宇宙の他の部分の可能性について少し話します。

しかし、私たちの宇宙が破壊されたときに何が起こるかという点では、それは宇宙がどのように破壊されるか、観測可能な宇宙が終わっても、その先にさらに宇宙があるかどうかによって異なります。

そしてそれは現時点ではすべて推測の領域です。

それで、少しギアを切り替えたいと思います。なぜなら、あなたがつい最近書いた記事の 1 つが、時間と空間がどのように現実ではないのか、そして宇宙にはどのようにしてより深く、より抽象的な数学的現実が存在するのか、そしてその時間について語っていたからです。そして空間は私たちが認識しているものに過ぎないのかもしれません。

これについて詳しく教えていただけますか?

これはどのようにして可能でしょうか?

バク転をしているときの心について話してください。

ええ、ええ。

これは本当にワイルドです。

私がこのことについて初めて聞いたのは数年前で、そこで誰かが、陽子を互いに衝突させて測定する粒子衝突器の実験に関連したような、他の粒子と相互作用する粒子の計算を行うとどうなるかについて話していたのです。出てきた粒子はどうなるか、それらの計算を抽象的な数学的形式に入れて計算する方法があります。そうすれば、通常の方法で計算するのと同じ答えが得られます。実際には、空間を移動する粒子であり、空間内、時間内で相互に相互作用します。

そして、空間や時間の概念を利用せずにこれらの計算の一部を実行する方法があるので、この種の抽象的な数学的空間が存在するだけで、おそらく空間と時間は役に立たず、理解するのに必要ではないことを示唆しています。これらのプロセスがどのように機能するか。

そして実際、物理学では、空間と時間が顕著な変数ではない、一種の亜原子スケールで計算できることがたくさんあります。

それらは計算の一部ではないので、計算すると正しい答えが得られます。

そして、その種のことは、おそらく空間と時間は宇宙の仕組みを支配する基本的なものではなく、すべては時間によって測定される空間の背景で起こっていると仮定する必要はないという考えを示唆しています。

これらの分野で研究し、実際に計算や方程式を実行している理論物理学者と話すと、彼らは次のようなことを言うでしょう。

そしてあなたは、「待て、何？」という感じです。

そのメモを見逃してしまいました。

ええ、いいえ、それは完全に、完全にです。

そして、それを掘り下げてみると、彼らはこう言います、そうですね、おそらくそれらは創発的なものです。

おそらくそれは、私たちが宇宙に住んでいて時間を経験しているのと同じように、それらはある種の現実的なものですが、実際の宇宙の構造は、時空間にうまくマッピングできない別の数学的空間であるようなものです。

それは同じ種類のものではなく、同じ種類のルールに従いません。

しかし、ある意味では、おそらく私たちは数学的であり、時間の中に存在する空間内のオブジェクトではなく、ある種の数学のインスタンス化です。