じじぃの「科学夜話・第4講・マルチバース・ストリング理論!宇宙の雑学」

宇宙を支配するたった一つの究極理論とは?量子論一般相対性理論を統合する超弦理論【日本科学情報】【宇宙】

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https://www.youtube.com/watch?v=DlSBkxMdGlI

インフレーションによるマルチバースのモデル


この世界は「無数にある宇宙」のひとつに過ぎない…物理学者たちが「マルチバース」を信じる「深すぎる理由」

2024年3月10日 Yahoo!ニュース
●インフレーションによるマルチバースのモデル
無からの創生という考え方だけでもいくらでも宇宙ができますし、インフレーションによっても多重発生をしていくのです。

では、別の宇宙が存在していることが実際にわかるのかと聞かれれば、わからないとしか答えようがありません。というのも、別の宇宙であるということは、その宇宙との間で因果関係が切れているということだからです。因果関係が切れていれば、こちら側の宇宙からいくら観測を試みても、できるはずがないのです。逆にもし、観測ができて存在が証明できれば、因果関係があるということになりますから、それは別の宇宙ではなく同じ宇宙ということになります。
https://news.yahoo.co.jp/articles/e131836923f03cbd2fb4efda375ec5b596d36dc2?page=3

ビッグバンとインフレーションについて詳しく教えてください。

2020-10-27 今日のはてな
これまで、 宇宙の始まりは、ビッグバンという熱い火の玉のような状態が一気に膨張して今の宇宙ができたといわれてきました。しかし、最近では、ビッグバンの前にインフレーションという急激な膨張があって、そのエネルギーがビッグバンを引き起こしたと考えられています。
インフレーションやビッグバンで実際には何が起きたのか、詳しいことはまだわかっていません。確実にわかっているのは、宇宙は今でも膨張しているということです。銀河の観測をすると、遠くにある銀河ほど、速いスピードで地球から遠ざかっていることがわかります。ということは、反対に考えると、昔の宇宙は小さく、すべての物質とエネルギーが1か所に集まった、熱い火の玉のような始まりがあったはずです。これがビッグバンの元なのです。
https://www.kodomonokagaku.com/read/hatena/5300/

『宇宙とは何か』

松原隆彦/著 SB新書 2024年発行

第4講 マルチバース

カオス的インフレーション より

インフレーション理論の中には、宇宙は1つではなく複数あるとするものもあります。宇宙が複数あるという考え方を「多宇宙」「マルチバース」といいます。

ここからはマルチバースのさまざまな仮説を見ていきましょう。
図(画像参照)は、インフレーションが続いている場所と終った場所、ほとんどインフレーションが起きなかった場所があって、それぞれが別の宇宙にようになっていることを示しています。インフレーションが終わったあとに、一部まだインフレーションを続けている場所があると、もうまわりと連絡がつかなくなり、別の宇宙のようになるんです。

レンコンのような部分の1つひとつはそれぞれ一様な宇宙ですが、隣のレンコンはもう連帯を取り合えないので別の姿の宇宙です。こうして、空間的にはつながりがあるものの、全体としては宇宙がどんどん増殖していきます。このモデルは、混沌としているという意味で「カオス的インフレーション」と呼ばれています。

無限に広がる宇宙には、自分も無限にいる? より

インフレーションによって宇宙がボコボコとたくさん生まれていくという説より、もっと単純なマルチバースの仮説があります。

理論物理学者マックス・テグマークのアイデアを紹介しましょう。
私たちが観測できる宇宙は、光が138億年で届く範囲でしかないんでしたね。もし、宇宙が無限に広がっているのだとしたらどうでしょう。はるか遠くの場所とは情報をやりとりできませんから、空間としてはつながっていても別の宇宙だと考えることができます。コンタクトできない宇宙が平行して無数に存在する状態です。

観測限界により閉じた我々の宇宙の隣、またその隣に平行宇宙(パラレルユニバース)が並んでいます。コンタクトをとれないのでどうなっているのかわかりませんが、平均すれば星があって銀河があって、似ている宇宙であるはずです。

ストリング理論がブームに より

次に、ストリング理論における「ランドスケープ宇宙」の話です。
まずストリング理論とは何なのか。基本的なところをお話ししておきましょう。

力の統一についての研究があります。
この宇宙の物理法則において、力には4つの種類があります。「重力」「電磁気力」「強い力」「弱い力」です。
「重力」と「電磁気力」はこれまでの話に出てきましたが、「強い力」「弱い力」ははじめてですね。どちらもミクロの世界に働く力なので、日常生活では感じることはありません。

「強い力」は、原子核がバラバラになるのを防いでいます。「弱い力」は、さまざまな粒子を別の粒子に変化させるのみ重要な役割を持つ力です。強い、弱いというのは、電磁気力と比べて強いか弱いかをいっています。

これらをバラバラに見える力がどういう関係にあるのかを調べる中で、電磁気力と弱い力に関してはうまく統一した理論ができたんです。「電弱統一理論」と言います。この理論で素粒子の性質はほぼ説明できるようになりました。

科学者たちは目下、「強い力」も合わせて1つの枠組みで説明したいと理論を作っていますが、これらはまだ不完全です。理論はできたように見えるけれど、実験してみると合わなかったりしているので、本当には統一できていないというところです。

もっとも理論の統一が困難なのは、重力です。重力も含めて4つの力をすべて統一した理論を作るべく登場したのがこの「ストリング理論」なんです。1980年代にブームになりました。素粒子論をやっている人の多くが飛びついたんです。が、まだ完成していません。なぜかというと、難しすぎるから。

ストリング理論で使われる数字は、もはや物理で使われている数字をはるかに超越していて、20世紀には「21世紀の数学を使わないと解けません」と言う人もいたくらいです。

もちろん4つの力を統一できたらすごいことです。目標が大きいですから現在も研究している人が大勢います。

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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、「ストリング理論」というのがあった。

「この宇宙の物理法則において、力には4つの種類があります。『重力』『電磁気力』『強い力』『弱い力』です」

宇宙が誕生したときは1つの力だけであり、ビッグバン膨張により宇宙が広がって温度が冷えるにつれ、分離して4つの力となり、現在に至ったと考えられている。

「もっとも理論の統一が困難なのは、重力です。重力も含めて4つの力をすべて統一した理論を作るべく登場したのがこの『理論』なんです。1980年代にブームになりました。素粒子論をやっている人の多くが飛びついたんです。が、まだ完成していません。なぜかというと、難しすぎるから」

弦理論(string theory)は、粒子を0次元の点ではなく1次元の弦として扱う理論、仮説のこと。ひも理論、ストリング理論とも呼ばれる。
1970年に南部陽一郎、レオナルド・サスキンド 、ホルガー・ベック・ニールセンが独立に発表したハドロンに関する理論によって登場したものの、量子色力学にその座を譲った。しかし、1984年にマイケル・グリーンとジョン・シュワルツが発表した超対称性及び、カルツァ=クライン理論を取り入れた超弦理論 (superstring theory)によって、再び表舞台に現れた。4つの基本相互作用を統一する試みとして注目されている。
           ウィキペディアwikipedia) より
   
弦(ストリング)は2種類ある。弦の振動状態によってエネルギー(質量)が異なる。

光子や重力子量子論でも質量をもたないことを要請すると、超弦理論の時空は10次元になる。6次元空間が余分だが、どう処理すべきかはいろいろと研究されている。

だそうです。