この宇宙は3次元の膜状世界だった!?【ブレーン宇宙論】
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ブレーン宇宙
ビッグバンは2つのブレーンの衝突で起きた？
この宇宙は膜状の世界だった!?【ブレーン宇宙論】
2022/1/10 Yahoo!ニュース
超弦理論は1次元のひもをベースに構築された理論です。
ところが、研究が進むにつれて、ひもは11次元という高次元世界に存在している必要があることがわかりました。
つまりこの3次元の宇宙は、より高次元世界の中にある、限られた低次元の空間に存在しています。
これは3次元空間から見た2次元の膜のようなものであることから、「膜(ブレーン)宇宙」などと表現されています。
https://news.yahoo.co.jp/expert/articles/9a12c0486103a847252fa5a9299da470dffc1335
『宇宙とは何か』
松原隆彦／著 SB新書 2024年発行
第3講 ミクロの世界へ
量子論なしでは語れない「宇宙の始まり」 より
この講義のテーマは、「宇宙とは何か」でした。量子力学について少しわかってきたところで、宇宙の話につなげましょう。
現在の宇宙は途方もなく大きいですが、昔は小さかったという話はしましたね。ごく原初的な宇宙では、小さな空間に物質がギュっと押し込められていて、粒子同士が頻繁に相互作用します。それはもちろん、量子知気学で記述されます。
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無からの宇宙創成論を、物理学者ビレンキンが唱えたのは1982年のことです。「ビレンキン仮説」と呼ばれ、有名になりました。
量子トンネル効果で宇宙が生まれた？ より
ビレンキン仮説によると、宇宙の誕生は「量子トンネル効果」に関わりがります。量子トンネル効果も、量子力学の不思議な現象の1つです。
たとえばボールを箱に入れた場合、当たり前ですが、そのボールを箱から取り出すには手で持ち上げなければなりません。放っておいてボールが勝手に勝手に箱の外に出ていたとしたら、不思議です。ところが、ミクロの世界ではこういうことが起きます。箱の中に入れておいたはずの粒子が、ある一定の確率で外に出てきてしまうのです。まるで、壁にトンネルができて、そこを通ったかのようです。
ここまで量子力学の不思議な現象についていろいろお話ししてきたので、何となくわかるのではないでしょうか。
粒子は決まった位置を持たないので、箱の中に入っている粒子の位置もぼんやりと広がっているのです。箱の壁で隔てられているはずですが、箱の外にまでぼんやり具合が広がっているから、観測したときに一定の割合で箱の外にあるわけです。
量子力学は確率の世界ですから、必ず外に出てくるわけではありません。しかし、いったん外に出てしまえば、自由に動けます。
ビレンキンは、宇宙の大きさがゼロの量子的な状態から、量子トンネル効果により小さな宇宙が忽然（こつぜん）と姿をあらわしたという考え方を提示しました。
イメージするのは難しいですが、とにかく「無」から時間や空間が生まれる確率を量子論に基づいて計算します。すると、宇宙ができたっぽい数式が得られたんですね。それでビレンキンは1つのシナリオとして「無からの宇宙創成論」を唱えたわけです。
1983年には、ビレンキン仮説に乗っかりつつ別のやり方で、ジェームズ・ハートルとスティーブン・ホーキングも「無からの宇宙創成」を導いています。
観測も実験もできないので、本当かはわかりません。将来は確かめる方法が見つかるかもしれませんが、今のところは無理ですね。あくまで数学的トリックを使った提案と受け止めておくのがいいでしょう。「律論的可能性がある」といったところです。
エキピロティック宇宙論 より
無からの宇宙創成、に対して、「有からの宇宙論」のような理論も提案されています。すでにあった宇宙から宇宙が生まれるという理屈です。
2001年にイギリスの物理学者ポール・スタインハートとニール・チュロックが提示した「エキピロティック宇宙論」は、無からの宇宙創成を否定しています。どうやって宇宙が生まれたのかというと、宇宙同士がぶつかったことによってです（図、画像参照）。ちなみに、エキピロティックはギリシャ語で「大火」という意味です。
ちょっと強引にも感じるのですが、可能性は捨てきれません。「無からの宇宙創成」以外の可能性を示したことには意味があるでしょう。この烏有に別の宇宙との衝突の痕跡が残っていれば、証明できるかもしれません。
こんなふうに、宇宙の始まりについていろいろなアイデアがあるのは面白いですね。私自身は、これらの研究が面白くて博士論文で扱ったものの、理論的推測を超えられないもどかしさから、その後は観測的宇宙論の研究へシフトし、今に至っています。
でも、今後はさらに説得力のある説や確かめる方法などが出てくるかもしれないですね。楽しみに待ちたいと思います。
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じじぃの日記。
松原隆彦著『宇宙とは何か』という本に、「宇宙の始まり」というのがあった。
約20年前、川合光著『マンガ超ひも理論 我々は四次元の膜に住んでいる』というマンガ本を読んだ。
本の中にやたらと「お釈迦さま」が出てくる。
お釈迦さまとは、「重力」のことで、実は我々の世界は4次元の膜から成り立っているというものだった。
マルチバースは日本語で「多元宇宙」と訳され、我々のいる宇宙以外に観測することのできない別の宇宙が存在している。
我々の宇宙は、高次元の時空に埋め込まれた膜（ブレーン）のような存在である。
ビッグバンは2つのブレーンの衝突で起きた。
ブレーン同士が衝突してビッグバンが起きというのが「エキピロティック宇宙」仮説だ。
「無」からの宇宙創成、に対して、「有からの宇宙論」のような理論も提案されている。すでにあった宇宙から宇宙が生まれるという理屈です。
「無」から宇宙が生まれたよりも、「有」から宇宙が生まれたの方が、説得力があります。
マンガ本では、宇宙創成にお釈迦さまが関わっているというものです。
