このブログ記事では、人類が過去へ旅する可能性と、その可能性を説明する多元宇宙理論について学びます。
映画「ターミネーター」をご覧になったことがありますか？この映画はタイムトラベルを題材にしており、機械と人間の戦いを扱っています。未来を変えるためにタイムマシンで過去に戻り、未来に人が生まれるのを阻止しようとする機械と、それを阻止するためにタイムマシンで過去に戻った人間との戦いを描いています。あらすじだけ見ると、タイムトラベルによってさまざまなパラドックスが発生するため非現実的に思えるかもしれません。しかし、物理学者はタイムトラベルは可能であり、それが引き起こすパラドックスは解決できると主張しています。彼らが提唱しているパラドックスの2つの解決策のうち1つは「見えざる手」の介入であり、もう1つは多重宇宙論です。私は見えざる手はパラドックスの適切な解決策ではなく、多重宇宙論が有効な解決策であると考えています。
時間旅行には、カーブラックホールを使う方法や、巨大な質量を持つ宇宙ひもを周回する方法など、いくつかの方法があります。まずは、ブラックホールを使う方法を見てみましょう。ブラックホールは、非常に密度が高く、重力が強く、光さえも逃れられない天体です。ブラックホールの中に十分な負の物質（重力しか及ぼさない物質）や負のエネルギー（重力）があれば、ワームホールが存在し、宇宙の空間や時間の異なる2点を結ぶ通路として機能します。しかし、ワームホールを使用するには、ブラックホールの中心に入る必要があり、非常に大きな重力にさらされ、すべての原子が崩壊します。この問題は、カーブラックホールと呼ばれる回転するブラックホールによって解決できます。ブラックホールを通過する物体は、他のブラックホールの場合のようにバラバラにならずに、ワームホールを通過することができます。これは、遠心力と重力がバランスを取り、タイムマシンの乗客が死亡するのを防ぐのに十分な力を発揮するためです。
360 つ目の方法、宇宙ひもを使う方法を見てみましょう。ここで、宇宙ひもとは、原子よりも細いのに長さが数百万光年もある物体です。この 1 本のひもが接近し、衝突しそうになったときにタイムトラベルが可能になります。1 本のひもが衝突する地点まで往復すると、ひもの間の空間が収縮し、宇宙ひもの周りの回転角度が 99.999999996 度未満になります。そのため、別の観測者から見ると、宇宙船は光よりも速く移動して時間を遡ることができます。宇宙船の真横の座標系で観測すると、宇宙船の速度は光速よりも遅いため、これは特殊相対性理論に違反しません。もちろん、この宇宙ひもには非常に厳しい条件があります。この宇宙ひもは、XNUMX センチメートルあたり XNUMX 万×XNUMX 億トンという途方もない密度を持ち、光速の XNUMX% の速度で移動する必要があります。この条件は非常に制限的ですが、宇宙は無限に大きいため、宇宙ひもが存在する確率はゼロではありません。猿が無限の時間タイピングすれば、アインシュタインの論文とまったく同じものを書き上げる可能性があります。無限の宇宙で発生するイベントの確率がゼロでなければ、宇宙を徹底的に探索したときにこのイベントが発生することは不可能ではありません。
上記 2 つの理由から、タイムトラベルは可能であると考えられます。ただし、タイムトラベルには矛盾した状況があります。1 つ目は祖父のパラドックスです。過去に戻って先祖を殺した場合、論理的に存在することはできません。2 つ目は情報のパラドックスです。科学者がタイムマシンを発明し、過去に戻って過去の自分にその作り方を教えると、タイムマシンに関する情報のソースが失われます。3 つ目はバーコフのパラドックスです。未来を見た人が考えを変えたとします。すると、その人が見た未来についてどう考えればよいのかわかりません。
これら3つのパラドックスを解決するために、物理学者は2つの解決策を提案しました。1つ目の解決策は、「見えざる手」が介入して、タイムトラベルした人がどんな選択をしても未来を変えることができないようにするというものです。2つ目の解決策は、マルチバースです。タイムトラベルで未来を変えると、その瞬間に宇宙が複数の枝に分かれ、別の宇宙に転送されることになります。
まず、一つ目の答えは、その「見えざる手」の存在を説明することは不可能である、というものです。例えば、私が過去に戻り、自分に銃を向け、引き金を引くことを決意したとします。この状況で、「見えざる手」は、標的を外す、あるいは銃を故障させる力として働くことになりますが、これは自然界に存在するいかなる力でも因果的に説明できません。そして、バタフライ効果により、私自身が過去に戻ってその場所に立ったという事実だけで、未来が急速に変化してしまうこともあり得るので、「見えざる手」は望ましくない説明です。一方、二つ目の答えは量子力学の観点にも適しており、適切な答えであると私は考えています。量子力学によれば、粒子の位置は確率的に決定されますが、これは次のように解釈することもできます。原子の位置が決まると、世界は粒子が存在できる可能性のある状態と同じ数の状態に分裂し、その状態のうちの 1 つが私たちが住んでいる宇宙です。私たちが過去に戻って先祖を殺した場合、私たちはその瞬間に住んでいた宇宙とは異なる宇宙に運ばれることになります。
タイムトラベルは理論上可能であり、それに伴うさまざまなパラドックスは多元宇宙論によって解決できる。三次元空間を支配する技術を徐々に開発してきた人類が、さまざまな世界を行き来し、四次元空間を支配する日が来ることを期待したい。
