1954 年、ヒュー エベレット 3 世という名の若きプリンストン大学博士候補者は、私たちの宇宙とまったく同じような並行世界が存在するという過激なアイデアを思いつきました。複数の宇宙はすべて私たちの宇宙に関連しています。実際、それらは私たちの宇宙から枝分かれしており、私たちの宇宙も他の宇宙から枝分かれしています。
別世界としても知られる並行世界では、私たちの戦争は私たちが知っているものとは異なる結果をもたらしました。私たちの宇宙で絶滅した種は、別の宇宙で進化し、適応してきました。これらの平行世界では、私たち人類は絶滅しているかもしれません。いくつかのバージョンでは、無限の可能性を持つ無限の宇宙が存在すると仮定しています。
この考えは頭を混乱させますが、それでも理解できます。私たちの世界に似た平行世界や次元の概念は、SF作品に登場し、形而上学の説明として機能してきました。しかし、なぜ若手の新進気鋭の物理学者が、並行世界に関する理論を提唱することで将来のキャリアを危険にさらす可能性があるのでしょうか?
量子物理学とその他の宇宙
エベレットは、多世界理論によって、量子物理学に関連するかなり厄介な質問に答えようとしていました。なぜ量子物質は不安定に動作するのでしょうか?
量子レベルは、科学がこれまでに検出した中で最も小さいレベルです。量子物理学の研究は、物理学者マックス プランクが初めてこの概念を科学界に紹介した 1900 年に始まりました。プランクの放射線の研究は、古典的な物理法則に矛盾するいくつかの珍しい発見をもたらしました。
これらの発見は、宇宙には私たちが知っている法則よりも深いレベルで働いている他の法則が存在することを示唆しています。
ハイゼンベルクの不確定性原理
かなり短期間で、量子レベルを研究している物理学者は、この小さな世界についていくつかの奇妙なことに気づきました。まず、このレベルに存在する粒子は、任意に異なる形態をとることができます。たとえば、科学者は、光子（小さな光の塊）が粒子や波として作用することを観察しました。単一の光子でさえ、この形状変化を示します [出典: ]。
想像してみてください。友人があなたを一目見たとき、あなたは固体の人間のように見え、行動していましたが、友人がもう一度振り返ったとき、あなたは気体の形になっていたとします。これはハイゼンベルクの不確定性原理の簡易版です。
物理学者のヴェルナー・ハイゼンベルクは、量子物質を観察するだけで、その物質の挙動に影響を与えると示唆しました。したがって、量子物体の性質やその属性 (速度や位置など) を完全に確信することは決してできません。
コペンハーゲンの量子力学の解釈
量子力学のコペンハーゲン解釈はこの考えを支持しています。デンマークの物理学者ニールス・ボーアによって提起されたこの解釈は、すべての量子粒子はいずれか一方の状態で存在するのではなく、すべての可能な状態で同時に存在すると述べています。量子対象の可能な状態の総和は波動関数です。オブジェクトの可能なすべての状態が同時に存在する状態は重ね合わせです。
ボーアによれば、量子物体を観察すると、その動作に影響を与えます。観測は物体の重ね合わせを破壊し、本質的に物体にその波動関数から 1 つの状態を選択させることになります。この理論は、物理学者が同じ量子物体から反対の測定を行った理由を説明します。つまり、物体は異なる測定中に異なる状態を「選択」しました。
量子コミュニティの多くはボーアの解釈を受け入れ、受け入れ続けています。しかし最近、エベレットの多世界理論がかなりの注目を集めています。
多世界理論
若いヒュー・エベレットは、高く評価されている物理学者ニールス・ボーアが量子の世界について示唆したことの多くに同意しました。彼は重ね合わせの考えと波動関数の概念に同意しました。しかし、エベレットは、ある重要な点でボーアの意見に同意しなかった。エベレットによると、量子対象を測定することは、それをある包括的な状態または別の状態に強制するわけではないという。
代わりに、量子物体の測定値が宇宙に実際の分裂を引き起こします。宇宙は文字通り複製され、測定から得られる可能性のある結果ごとに 1 つの宇宙に分割されます。
たとえば、物体の波動関数が粒子であり波であるとします。物理学者が粒子を測定すると、2 つの結果が考えられます。粒子または波として測定されます。この区別により、エベレットの多世界理論は、量子力学の説明としてコペンハーゲン解釈の競合相手となります。
物理学者が物体を測定すると、考えられる結果のそれぞれに対応するために、宇宙は 2 つの異なる宇宙に分割されます。したがって、ある宇宙の科学者は物体を波形で測定します。別の宇宙の同じ科学者が物体を粒子として測定します。これは、複数の状態で 1 つの粒子を測定する方法についても説明します。
不安に聞こえるかもしれませんが、エベレットの多世界解釈は量子レベルを超えた意味を持っています。ある行動に複数の結果が考えられる場合、エベレットの理論が正しければ、その行動が起こると宇宙は分裂します。これは、人が行動を起こさないことを選択した場合にも当てはまります。
これは、もしあなたが死の可能性がある状況に陥ったことがあるなら、私たちの宇宙と平行した宇宙であなたは死んだということを意味します。これは、多世界の解釈を不快に思う人がいる理由の 1 つにすぎません。
多世界解釈のもう 1 つの不穏な側面は、それが私たちの時間の直線的な概念を損なうことです。ベトナム戦争の歴史を示す年表を想像してみてください。注目すべき出来事が進行することを直線で示すのではなく、多世界の解釈に基づいたタイムラインは、取られた各行動の起こり得るそれぞれの結果を示します。そこから、（元の結果の結果として）実行されたアクションの考えられるそれぞれの結果がさらに記録され、その結果、本質的に無限の数の別の世界が生まれます。
しかし、人は並行世界に存在する自分のもう一人の自分、あるいは自分の死さえも認識することができません。それでは、多世界理論が正しいかどうかをどうやって知ることができるのでしょうか?この解釈が理論的に可能であるという保証は、1990 年代後半に、量子自殺と呼ばれる思考実験 (アイデアを理論的に証明または反証するために使用される想像上の実験) によってもたらされました。
この思考実験により、当初は多くの人がくだらないものだと考えていたエベレットの理論への関心が再び高まりました。多世界が可能であることが証明されて以来、物理学者と数学者は理論の意味を深く調査することを目指してきました。しかし、多世界解釈は宇宙を説明しようとする唯一の理論ではありません。また、私たちの宇宙と平行した宇宙が存在することを示唆しているのはこれだけではありません。弦理論について学ぶには、次のページをお読みください。
平行宇宙に関する異なる意見
宇宙の基本レベルを説明しようとしている競合相手は、多世界理論とコペンハーゲン解釈だけではありません。実際、量子力学はそのような説明を求める物理学の唯一の分野ではありません。
素粒子物理学の研究から出てきた理論は、依然として理論のままです。これにより、心理学の世界と同じように、研究分野も分裂することになりました。カール・ユング、アルバート・エリス、ジークムント・フロイトが提案した心理学の枠組みと同様、理論には支持者と批判者がいます。
科学が発展して以来、物理学者は宇宙のリバースエンジニアリングに取り組んできました。彼らは観測可能な宇宙を研究し、物理世界のより小さなレベルに向かって逆方向に研究してきました。これを行うことで、物理学者は最終的な最も基本的なレベルに到達しようとしています。彼らは、このレベルが他のすべてを理解するための基礎となることを望んでいます。
アルバート・アインシュタインは、有名な相対性理論に従って、すべての物理的疑問に答える最後のレベルを探すことに残りの人生を費やしました。物理学者はこのファントム理論を「万物の理論」と呼んでいます。量子物理学者は、その最終理論を発見する途上にあると信じています。しかし、物理学の別の分野では、量子レベルは最小レベルではないため、万物の理論を提供することはできないと考えられています。
これらの物理学者は、生命のすべてに対する答えを得るために、代わりにひも理論と呼ばれる理論的なサブ量子レベルに目を向けます。驚くべきことは、エベレットのような物理学者も理論的研究を通じて、並行宇宙が存在するという結論に達したことです。
弦理論が登場する場所
日系アメリカ人の物理学者ミチオ・カクによって創始されたひも理論は、すべての物質の重要な構成要素と、重力などの宇宙のすべての物理的力が亜量子レベルで存在すると主張します。
これらの構成要素は、クォーク (量子粒子)、さらには電子、原子、細胞などを構成する小さな輪ゴム (または紐) に似ています。弦が正確にどのような種類の物質を作成し、その物質がどのように動作するかは、弦の振動によって決まります。
このようにして私たちの宇宙全体が構成されています。そして、ひも理論によれば、この合成は 11 の異なる次元にわたって行われます。多世界理論と同様に、ひも理論は並行世界が存在することを証明します。この理論によれば、私たちの宇宙は、類似した並行宇宙と並んで存在する泡のようなものです。
多世界理論とは異なり、弦理論では、これらの宇宙が互いに接触できると想定されています。超弦理論によれば、重力はこれらの並行宇宙の間を流れることができるという。これらの宇宙が相互作用すると、私たちの宇宙を創造したようなビッグバンが発生します。
物理学者は量子物質を検出できる機械の作成に成功しましたが、サブ量子文字列はまだ観測されていないため、その文字列とその基礎となる理論は完全に理論的なものになっています。それを信用しない人もいます。しかし、それが正しいと信じ続ける人もいます。
では、並行宇宙は本当に存在するのでしょうか？多世界理論によれば、私たちはそれらを認識することができないため、本当に確信することはできません。ひも理論はすでに少なくとも 1 回テストされており、否定的な結果が得られています。しかしながら、カク博士は依然として平行次元が存在すると信じています[出典: ]。
アインシュタインは、万物理論の探求が他の人たちに取り上げられるほど長くは生きませんでした。もう一度言いますが、多世界説が正しければ、アインシュタインは並行宇宙でまだ生きていることになります。おそらくその宇宙では、物理学者がすでに万物の理論を発見しているのでしょう。
