前回はUFOの話から、自称タイムトラベラーのジョン・タイターさんの話になりました。
この方の投稿はまだ閲覧可能で、これが最初の投稿みたいです。

(フォーラムが開きます↓)

タイムマシンなんて空想の話じゃないの?
と、私も思ってましたが、

本気で語っている学者がいることに驚きました。

 

時空の歪みはすでに日常?
私たちの日常で使用する定規や時計が、伸びたり縮んだり進んだり遅れたりしては困りますよね。
ところが、100年以上前に発表されたアインシュタインの『特殊相対性理論』では、
私たちの世界そのものである空間や時間(時空)は、ぐにゃぐにゃと変動する相対的なものだと言っているそうです。

この時間と空間の歪みは、すでに日常でも起きているようです。

日常と言っても、肌で感じるほど身近ではありませんが、
スカイツリーに光格子時計を置いて時間差を計ったりしているそうです。
(光格子時計は、正確な標高差を計測できるので、噴火予知のための山体膨張の観測にも期待されているとか)

 

これは、重力が強い(地表に近い)ほど、時間の進み方が遅くなるためです。

(一般相対性理論)
時計が重力センサーになるなんて驚きです。

そして、日頃お世話になっているGPS(人工衛星)の時計合わせに相対性理論(特殊と一般)が使われてたんですね。
知りませんでした。

 

もうひとつは、空間の歪みについて。
これは天文が大好きな人にとっては、大ニュースになった2017年の中性子星合体の重力波の観測じゃないでしょうか。

1億3000万光年の遥か彼方で、2つの非常に重い中性子星同士が回転しながら合体し、まるで波紋のように空間に波が起きました。
地球に届いたその波は、重力波検出器(米のLIGOx2、伊VIRGO)のある地表を歪ませたんでしょう。
重量波として観測されます。

その数秒後にはNASAのガンマ線宇宙望遠鏡が短いガンマ線バーストを観測。
(私は、ブラックホールの存在より、このガンマ線バーストが地球に向いた時の方が怖いと思います)

 

およその方角がわかったので、全世界の90を超える天文学研究チームに警報が送られました。


そして、およそ10時間後に、チリの天文台が以前には存在しなかった輝く天体を発見。
世界に向けて発信します。
世界各地の望遠鏡が銀河 「NGC4993」の外れに輝く天体に向けられたそうです。

これは、可視光線と電波に加えて、重力波やニュートリノなども使って宇宙を観測するマルチメッセンジャー天文学の幕開けになったそうです。
日本のKAGRAも2020年から観測を開始しているそうです)

 

時空の歪みが重力波として伝わることは一般相対性理論から予言されていました。
しかし、その歪みが非常に小さいことから、アインシュタイン自身は重力波の検出は不可能だと考えていたそうです。

しかし、今では定期的に重力波を捉えられるようになったそうです。

 

 

重力は謎の力
時間と空間を歪ませてしまう重力。

『一般相対性理論』で、重力とは、時空の歪みから生まれるものだそうです。

ピンと張った布の上に、大きめな球を置くと布が沈み込みます。


 

これが空間が歪んだ状態で、ここに小さな球を転がすと、大きな球に向かって転がります。
これが重力のイメージなんだそうです。


 

重力は世の中に存在する4つの力のうちのひとつなんですが、とても特殊。
とてつもなく小さく、斥力(反発する力)がなく、遠く離れていても影響するんですね。

重力は一般相対性理論で語られ、
他の力は量子力学で語られるそうです。

 

もともと、4つの力は、宇宙の始まり(ビックバン)直後には、同じものだったと言われています。
 

現在、

電磁気力

弱い力をまとめるところまでは「電弱統一理論」で統一され、
これと、

強い力をまとめた「大統一理論」が、まだ未完成ながら、力を媒介する素粒子が明らかになっていることから、道筋が見えてきているそうです。
問題は、現在「量子重力理論」と呼ばれる、重力を含めた4つの力すべてをまとめることにあります。

しかし、これらの理論は、まだ統一されておらず、
重力とはいったいなんなのか、わからないところがあるようです。

 

原因があって結果がある限り、時は1つの方向にのみ流れる?
特殊相対性理論では「光」が、
そして一般相対性理論では「重力」が、
絶対不変のはずの時間を伸び縮みさせたり歪めたりしていると言われました。
そして、アインシュタインは相対性理論を生みだしたあと、相対化した時間における〈原因〉〈結果〉という"ルール"について、突きつめて考えることになったそうです。

そして物理学にも「因果律」というルールがあると考えられています。
すべては原因があって結果があるのであり、その逆は成り立たないという考え方です。

例えば、
ボールを投げたからガラスが割れたとか、
食べ過ぎたから太ったとか?


アインシュタインは、偶然を嫌い、この世界のすべてをつかさどる法則を「神」として崇めていたそうですから、
因果律が未来にどこまで影響を与えることができるのか、その範囲をきちんと定めたかったようです。
そのために思索を重ね、ある原因が結果にどこまで影響を与えることができるかということを、光という絶対者の立場で限定したかったんですね。

そして、それを表現したものが光円錐というものだそうです。
(Wikipediaより↓)

時間の方向が指し示す通り、因果律とは原因と結果が順序だって関係するというルールなので、
過去と未来の順序は変えられないということです。
 
ところが、無限大の重力により光円錐をも変形させるブラックホールが登場すると話が変ってくるかもしれません。
(国立科学博物館で学ぶ物理学 <一般相対性理論/ブラックホール・宇宙年齢>より↓)
 
また、タイムトラベルについて、
セス・ロイド氏(Seth Lloyd マサチューセッツ工科大学機械工学・物理学教授)の見解が、ウェブにありました。

= 抜粋 =
2008年に、当時取り組んでいた量子コンピューティングの研究がヒントとなり、私はあることに気づきました。
量子テレポーテーション、そしてブラックホールに関する量子論を組み合わせれば、量子タイムトラベルが可能になるのではないかと。

量子力学をやっている人は、もしブラックホールに吸い込まれたとしてもボロボロになりつつなんとか脱出する方法はあると考えます。
もちろん試してみることはおすすめしませんし、私だってそんなことにチャレンジする最初の人類になりたくありませんから、確かめようがありません。
ただ、もしも仮にブラックホールから脱出できるとしたら、その時の速度は光速を超えていることになります。
そしてアインシュタインの特殊相対性理論によると、光速よりも速く移動できれば過去に信号を送ることが可能になるのです。

万人にその信憑性を認められている相対性理論がタイムトラベルは可能だとしていること、そしてその相対性理論に量子力学的な考察を交えてもなおタイムトラベルが肯定されることから、やはりタイムトラベルは理論的に可能なのではないかということになります。
そして物理学の世界においては、もしなにかが理論上可能であれば、それは必ず実行することが可能なのです。
ブラックホールとタイムトラベル、
何か糸口がありそうです。