重要なポイント
- ヒュー・エベレットは 1957 年に多元宇宙の概念を提案し、あらゆる量子事象が結果ごとに別々の宇宙を生み出すことを示唆しました。
- エベレットの多元宇宙理論は当初物議を醸しましたが、物理学者の間で受け入れられるようになり、SF で人気のテーマになりました。
- 多元宇宙を支持する主な理由には、シュレディンガーの猫のパラドックスに対する解決策、宇宙マイクロ波背景データからの観察証拠、および哲学的議論が含まれます。
1954年、ヒュー・エヴェレット3世という名のプリンストン大学大学院生（27歳）は、友人たちとシェリー酒を飲みながら、物理学の話をしていました。会話中に、エベレットは、現実が顕微鏡レベルでどのように機能するかを調べる量子力学における最も恐ろしい問題の 1 つを解決する方法について、突飛なアイデアを思いつきました。量子論では、電子などの素粒子は単一の状態では存在せず、重ね合わせ、つまり複数の位置、速度、および方向の状態で存在します。しかし、私たちが観察したり経験したりできる巨視的な（肉眼で見える）レベルでは、物体は一度に 1 つの状態だけで存在しているように見えます [出典: ]。それらすべての可能性から私たちの世界はどのように生まれるのでしょうか?
創造的な思想家がいるとすれば、エベレットは、素晴らしいと同時に奇妙でもあるブレインストーミングを得ました。これは非常に簡略化しすぎたバージョンです。すべてがその多くの可能な状態のうちの 1 つだけで存在する単一の現実の代わりに、エベレットは、量子力学によって規定されるすべての可能性が同時に存在できる、さまざまな領域に満ちた多元宇宙を想像しました [出典: ]。
1957 年の博士論文の主題となったエベレットのアイデアは、あまりにも風変わりだったので、科学雑誌に掲載するのに苦労した。その経験が彼に大きな不満をもたらし、理論物理学を完全に辞め、国防総省で研究職に就いたと伝えられている。 [ソース： ]。
しかしその後の数十年で、エベレットの多元宇宙の概念は物理学者の間で徐々に信頼性を獲得していきました。さらに、それは SF の頻繁なテーマとして大衆文化に定着しており、量子論の微妙な違いやパラドックスについて何も知らない、あるいは気にも留めない多くの一般人にとって魅力的な主題となっています。結局のところ、結婚する相手、住む場所、髪を何色に染めるか、昼食に何を食べるかに至るまで、私たちが人生で行うすべての選択が、別のバージョンの自分が存在する別の世界を生み出すことを想像するのは驚くべきことです。何か違うことをしました[出典: ]。
では、私たちは多元宇宙に住んでいるのだろうか？確かなことは言えませんが、その可能性を真剣に受け止めるべき10の理由をここに挙げます。
10: シュレーディンガーの猫について心配する必要はない
エベレットと彼の多元宇宙の概念が登場する前、物理学者は悩ましい束縛に陥っていました。彼らは、量子力学が焦点を当てている素粒子の世界に対しては 1 つのルールを使用し、私たちが見て経験できる大規模な日常の世界に対しては別のルールを使用する必要がありました。この規模の変化の複雑さにより、彼らは脳を奇妙な形にねじることを余儀なくされました。
たとえば、量子力学では、誰も見ていないとき、粒子は設定された特性を持ちません。代わりに、粒子の性質は波動関数と呼ばれるものによって記述されます。波動関数には、粒子が持つ可能性のあるさまざまな特性がすべて含まれます。しかし、単一の宇宙では、これらすべての可能性が同時に存在することはできないため、粒子を見ると、単一の状態に落ち着きます。この考え方は、有名なシュレディンガーの猫のパラドックスによって比喩的に説明されています。つまり、箱の中に猫が入っている場合、箱を開けて確認するまでは、猫は生きていると同時に死んでいるということです。あなたの行動により、猫は暖かく呼吸する子猫になるか、死骸になります。
しかし、多元世界では、好奇心のままに猫を殺しそうになるのではないかと心配する必要はありません。その代わり、箱を開けるたびに、現実が 2 つのバージョンに分かれます。確かに、「うわー！」と思う領域が 1 つあります。死んだ猫を見つめながら。しかし、この出来事には別のバージョンがあり、ゴロゴロと喉を鳴らしながら耳を掻いているかもしれません[出典: ]。
9: それは現実を無限にする方法です
コロンビア大学の物理学者ブライアン・グリーン氏（著書『The Hidden Reality: Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos』）は、2011年のインタビューで、宇宙の大きさは実際には分からないと説明した。それは本当に、本当に巨大なものかもしれませんが、有限なものかもしれません。そうでないと、地球からどの方向にでも旅をするときに、宇宙が永遠に続く可能性があり、おそらくそれが私たちのほとんどが想像する方法です。
しかし、グリーンによれば、空間が無限であるということは、それは無限の並行現実を持つ多宇宙でなければならないことを意味します。その理由は次のとおりです。宇宙とその中のすべての物質をトランプのデッキに相当すると考えてください。デッキにカードが 52 枚しかないのと同じように、物質のさまざまな形も限られています。そのデッキを何度もシャッフルすると、最終的には配られるカードの順序が繰り返されることになります。同様に、無限の宇宙では、物質は最終的にそれを繰り返し、同様のパターンで配置される必要があります。すべてのものの類似しているがわずかに異なるバージョンを含む無限の数の並行レルムを持つ多元宇宙は、繰り返しの必要性に対応するためのきちんとした簡単な方法を提供します [出典: ]。
8: 宇宙がどのように始まり、終わるのかを説明する
人間であることには、おそらく私たちの脳のパターン形成傾向があり、すべての物語の始まりと終わりを知りたくなるものがあります。そこには宇宙そのものの物語も含まれます。しかし、ビッグバンが宇宙の始まりだとしたら、それはどのようにして引き起こされ、その前には何が存在したのでしょうか?宇宙はいつか終わりを迎えるのでしょうか、そしてその後はどうなるのでしょうか？探究心は知りたいと思っています。
多元宇宙はこれらすべての説明を提供してくれるかもしれません。一部の物理学者は、多元宇宙の無限の領域はブレーンワールドと呼ばれるものであると仮説を立てています。これらのブレーンワールドはさまざまな次元に存在しますが、私たちはブレーンワールドで空間の3 次元と時間の 4 次元を加えたものしか認識できないため、それらを検出することはできません。
一部の物理学者は、これらのブレーンワールドはビニール袋に入ったパンのスライスのように束ねられた厚板であると信じています。ほとんどの場合、それらは離れた場所にあり、手の届かないところにあります。しかし、時折、ブレインワールド同士がぶつかることがあります。仮説上、これらの衝突はビッグバンを繰り返すほどの大惨事であり、並行宇宙が何度も再起動することを可能にします [出典: ]。
7: 多宇宙が存在する可能性を示唆する観察証拠
欧州宇宙機関のプランク軌道天文台は、宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) に関するデータを収集しています。これは、宇宙の存在の初期の高温段階から今も残る背景放射です。
しかし、その研究により、多元宇宙の証拠となる可能性のあるものも得られました。 2010年、英国、カナダ、米国の科学者チームは、CMBに4つの奇妙な、一見ありそうもない円形のパターンを発見した。彼らは、その痕跡は本質的に私たちの宇宙が他の宇宙にぶつかった際にできた打撲傷であると仮説を立てました[出典: ]。
2015年、ESAの研究者ランラム・チャリー氏も同様の発見をした。チャリーは天文台の空の写真から CMB のモデルを取り出し、星、ガス、星間塵など、私たちが知っている他のすべてのものを取り除きました。その時点では、多少の背景ノイズを除いて、空はほとんど空になっているはずです。
しかし、そうではありませんでした。その代わりに、シャリーは特定の周波数範囲で、宇宙の地図に散在する斑点、つまり本来あるべきものよりも約 4,500 倍明るい領域を検出できました。研究者は、別の考えられる説明を思いつきました。パッチは、私たちの宇宙と平行宇宙の間の衝突による痕跡であるということです。
Chary 氏が EarthSky.org に語ったように、パッチを説明する別の方法を誰かが思いつかない限り、「結局のところ、自然はサイコロを振っているのかもしれない、そして私たちは多数の宇宙の中のランダムな宇宙にすぎないと結論付けなければなりません。」
6: 宇宙は大きすぎて、並行現実が存在しない可能性を排除できない
多元宇宙が存在しないことを証明することはできないため、たとえ私たちがそれらの並行現実をまったく見たことがなくても、多元宇宙が存在する可能性があります。
それが便利な修辞トリックのように聞こえることは承知していますが、次のように考えてください。私たちの世界でも、これまで存在することを知らなかった多くのことが発見され、2008 年の世界的な金融メルトダウンなどの出来事が起こりました。はその良い例です。これまで誰も可能だとは考えていませんでした。後者にはブラック スワン イベントという名前さえあります。これは、人々は黒い白鳥を見るまではすべての白鳥が白いと思い込むという哲学者デイビッド ヒュームの観察にちなんで命名されました [出典: ]。
宇宙の規模は、多宇宙の可能性をさらに信じられるものにする要因です。私たちは、宇宙が本当にとても大きく、おそらく無限の大きさであることを知っています。つまり、宇宙に存在するすべてのものを検出できるわけではないということです。科学者らは宇宙の誕生年齢が約 138 億年であると判断しているため、その期間に到達した光のみを検出できることになります。もし並行現実が単純に 138 億光年よりも遠いところにあるとしたら、たとえそれが私たちが認識できる次元に存在していたとしても、私たちはそれがそこにあることを知る方法がありません。
5: あなたが無神論者なら、多元宇宙の方が理にかなっている
スタンフォード大学の物理学者アンドレイ・リンデ氏が2008年のインタビューで説明したように、もし物理世界がわずかでも異なるルールによって運営されていれば、生命は存在できないだろう。たとえば、陽子の質量が実際の質量よりわずか 0.2 パーセント大きい場合、陽子は非常に不安定になるため、より単純な粒子に分裂し、原子を形成することは不可能になります。そして、重力がもう少し強力だったら、結果は悲惨なものになるでしょう。私たちの太陽のような星は、地球のような惑星上の生命が進化するずっと前に、数百万年で燃料が燃え尽きるほど強く圧縮されるでしょう。これは「微調整問題」として知られています。
この条件の正確なバランスは、すべてを創造した至高の存在の意図的な手による証拠であり、無神論者を深刻な窮地に追い込むことになると考える人もいます。しかし、多宇宙の可能性、つまり、これが単にこれらの生命を与える要素のすべてが存在する特定の領域である可能性があるため、彼らはアウトになります。
リンデがディスカバー誌のインタビューで述べたように、「私にとって、多くの宇宙の現実は論理的な可能性です。『もしかしたらこれは不思議な偶然かもしれない。神が私たちの利益のために宇宙を創造したのかもしれない』と言うかもしれません。」まあ、神については知りませんが、宇宙そのものは、あらゆる可能な現れにおいて永遠に再生産するかもしれません。」 [出典: ]
4: タイムトラベラーは歴史を台無しにすることはできない
「バック・トゥ・ザ・フューチャー」 (BTTF) 映画三部作の根強い人気により、私たちの多くはタイムトラベルのアイデアに魅了されています。悲しいかな、映画が公開されて以来、何十年、何世紀にもわたってズームできる、ゴミの力で動くデロリアンを実際に開発した人は誰もいませんでした。それでも、一部の科学者は、タイムトラベルは少なくとも理論的には可能であるかもしれないと考えています[出典: ]。
これが起こる可能性があると仮定すると、BTTFの主人公マーティ・マクフライが遭遇したのと同じ危険、つまり過去の出来事を変えるために不用意に何かをしてしまい、それが結果的に歴史の流れを変える一連の出来事を引き起こす危険にさらされる可能性があります。覚えているかもしれませんが、最初の BTTF では、マクフライは両親がデートして恋に落ちるきっかけとなった出来事を誤って阻止し、家族のスナップショットから彼を消す恐れがありました。そのために、彼らが実際に集まって子孫を残すことを保証するために、多くのプロットとマクフライの役割が必要でした。
しかし、米ギズモードのライター、ジョージ・ドヴォルスキー氏が2015年の記事で指摘したように、多元宇宙が存在すれば、こうしたふざけた行為はすべて不要になるだろう。 「別の世界の存在は、台無しにする単一のタイムラインがないことを意味します。」代わりに、人が過去に戻って物事を変えた場合、まったく新しい並行世界のセットが単に生成されるだけです。
3: 私たちは高度な文明のシミュレーションかもしれない
これまで話してきた平行世界に関するものはどれもかなり驚くべきものですが、ここではさらに奇妙なアイデアをご紹介します。
2003年、オックスフォード大学の人類未来研究所所長である哲学者ニック・ボストロムは、私たちが現実だと思っているもの、つまり私たちの特定の平行世界は、単に別の宇宙のデジタルシミュレーションに過ぎないのではないかという問題を提起した。ボストロム氏の構想では、人類の歴史全体の実物そっくりの詳細なレプリカを作成するには、10 の 36 乗の計算が必要になります。
本当に高度な地球外文明（私たちは、その高度な技術により旧石器時代のフリント彫刻家のように見える存在のことを指します）は、おそらくそれを実行するのに十分な計算能力を持っているかもしれません。実際、これまでに生きたすべての人間をシミュレートしても、電子リソースをそれほど消費しない可能性があるため、現実の人間よりも多くのコンピュータで生成された存在が存在する可能性があります [出典: ]。
そしてそれは、私たちが映画「マトリックス」のデジタル世界の実際のバージョンに住んでいることを意味するかもしれません。
しかし、待ってください、それはさらに奇妙になります。私たちをシミュレートしている文明自体がシミュレーションだったらどうなるでしょうか?
2: 人々は早い時期から多元宇宙を想像してきました
もちろん、これは確実な証拠ではありません。しかし、何かを想像できるなら、それは必ず存在する、という古い格言を思い出すのは興味深い。ピカソや時には作家のスーザン・ソンタグによるものだとさまざまに考えられている。
そしてそれには何かがあるかもしれない。結局のところ、ヒュー・エベレットがシェリーを飲むずっと前に、歴史上の多くの人々が多元宇宙のさまざまなバージョンを想像していました。
たとえば、古代インドの宗教文書には、複数の平行世界の記述が満載です [出典: ]。そして、ウェスレアン大学の宗教教授メアリー・ジェーン・ルーベンスタインは著書『』の中で、 古代ギリシャ人には原子論学派の哲学があり、同様に無限の空虚の中に無限の世界が点在していると考えていたと述べている。
中世では、複数の宇宙という考えも共鳴しました。例えば1277年、パリ司教は、ギリシャの哲学者アリストテレスが、可能世界は一つしかないと言ったのは間違いであり、それは並行世界を創造する全能の神の力に疑問を呈しているとさえ主張した。この考えは 1600 年代に科学革命の指導者の 1 人であるゴットフリート ヴィルヘルム ライプニッツによって再び復活し、可能世界は数多く存在し、それぞれが異なる物理学を持っていると主張しました [出典: ]。
1: それは宇宙についての私たちの知識のパターンに適合します
多元宇宙の概念は奇妙に思えるかもしれませんが、ある意味では、人間が自分自身と宇宙をどのように見ているかという現代史の進歩と実際に一致しています。
物理学者のアレクサンダー・ビレンキンとマックス・テグマークが2011年の『サイエンティフィック・アメリカン』誌のエッセイで指摘したように、西洋文明の人々は現実の性質を発見するにつれて、ますます謙虚になってきました。彼らは地球がすべての中心であると考え始めました。私たちは、それが真実ではなく、私たちの太陽系ですら天の川銀河の中で特に重要ではない部分にすぎないことを知りました。
多元宇宙はそのパターンを論理的に極端なものにするでしょう。もし多元宇宙が存在するなら、それは私たちが特別ではないということを意味します。なぜなら、私たち一人ひとりのバージョンは無限に存在するからです。
しかし、私たちはまだ心を広げる旅の始まりにすぎないと考える人もいます。スタンフォード大学の理論物理学者レナード・サスキンドが書いているように、今から数世紀後、哲学者や科学者たちは私たちの時代を「20世紀の狭く地方的な宇宙概念が取って代わられた黄金時代」として振り返ることになるかもしれない。より大きく、より優れた[多元宇宙]…気が遠くなるような比率を持っています。」[出典: ]。
著者注: 多元宇宙が現実の可能性である 10 の理由
私は、現実の別のバージョンの間で人々を移動させることができる装置を作成する発明家についてのレスター・デル・レイの 1966 年の小説「The Infinite Worlds of May」を読んで以来、長い間並行世界のアイデアに興味を持ってきました。 — たとえば、コロンブスが新世界を発見しなかった宇宙や、南北戦争で南部が勝利した宇宙などです。それ以来、多元宇宙のアイデアは他の多くのフィクション作品に登場してきました。私のお気に入りの 1 つは、ジャック ウーマックの 1993 年の小説「エルヴィッシー」です。この小説は、主人公たちが別の世界に足を踏み入れ、驚くほど異なるバージョンのエルヴィス プレスリーとともに戻ってくるという別の現実を描いています。
