- 数年前、Stephen Hawkingは”タイムトラベルが不可能であるという実験的な証拠”を持っていたと述べました。
- しかし、彼の最後の本「Brief Answers to The Big Questions」で、彼はまた、タイムトラベルの概念は「非常に深刻な質問」であると述べました。
- ノッティンガム大学の研究者Peter Millingtonは、これらの質問のいくつかの底に到達するための努力で、会話のためのゲストポストを書いた。
Stephen Hawkingは彼の最後の本、思考のための食糧として役立つべきであるものの中でかなり大きな声明を出しました。
2009年に戻ってみましょう—Stephen Hawkingは風船で飾られた部屋に座っていて、ゲストを待っています。 シャンパンは冷やして、大規模なビュッフェが出ています。
これは、これまでで最も排他的なお祝いの一つです：未来からの時間旅行者だけが招待されています—しかし、天体物理学者は無駄に待っていました。その時、タイムトラベルが可能であることを証明しようとするStephen Hawkingの試みは失敗しました。
IFLScienceの報告によると、彼は2012年のシンポジウムで講演し、”私はタイムトラベルが不可能であるという実験的な証拠を持っています。”彼は時間旅行者のためのパーティーを組織していたが、パーティーの後に招待状を送ったと説明した。 “私は長い間そこに座っていましたが、誰も来ませんでした。”
しかし、天体物理学者は、2018年の彼の死について、タイムトラベルを正確に排除していませんでした。 彼の死後の本”Brief Answers to The Big Questions”では、彼は再び話題に戻ってきました。
彼はそれが”非常に深刻な質問”であると書いていますが、”タイムトラベルで働くために研究助成金申請をした場合、すぐに却下される”と付け加えています。タイムトラベルは可能ですか？
私たちはいつか、過去と未来を旅するマシンを構築することができますか？ 会話のためのゲスト投稿では、ノッティンガム大学の物理学と天文学の学校の研究者Peter Millingtonは、これらの質問のいくつかの底に到達しようとしました。
光の速度は、タイムトラベルに決定的な役割を果たしています
“私たちは、彼らが今までに何をしているかを見つけるために、世界のどこにいても私たちの友人や家族を呼び出す能力を当然のことと考えています”とMillingtonは書いています。 “しかし、これは私たちが実際に知ることができないものです。 彼らの声や画像を運ぶ信号は理解できないほど速く移動しますが、それらの信号が私たちに到達するのにはまだ有限の時間がかかります。”
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信号または物理的に言えば—電磁波が伝播 それは正確に毎秒299,792,458メートルです。 アルバート-アインシュタインは、彼の相対性理論の枠組みの中で、光の速度は普遍的な定数であると仮定した。 その光は常に真空中で同じ速度で移動し、観察者とは無関係に移動します。
タイムトラベルが可能かどうかの問題において決定的な役割を果たすのは、まさにこの条件です。 因果関係の法則は、光の速度よりも速くなることはないという事実に従います。 法律は、行動の効果は、過去への時間旅行を不可能にする原因の後にのみ発生する可能性があると述べています。 “私が時間に戻って移動し、私の誕生を防ぐ運動イベントに設定するためには、原因（私の誕生）の前に効果（私）を置くことです”とMillingtonは説明します。アインシュタインの相対性理論によれば、未来への時間旅行は可能ですか？
これは未来への旅に匹敵します—動いている運転手と休息している観察者の間の時間差がほんの10億分の1秒であっても。
ミリントンは、次の例で全体を説明しました: “私が宇宙船で信じられないほどの速度で飛んで地球に戻ると、私が残したすべての人よりも時間がかかりませんでした。 私が戻ったすべての人は、私の人生はまるでスローモーションのように走っていたと結論づけます—私は彼らよりもゆっくりと老化していたでしょう—そ”
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そして、相対性理論のアインシュタインの理論に反して、我々は実際に光よりも速く動くことができればどうなるでしょうか？ その後、私たちは時間に戻って旅行することは可能でしょうか？これらの質問に対する答えは簡単ではありません。
ミリントンが説明したように、因果関係の法則はもはやそのような場合には適用できず、時間を前方または後方とみなすことはできませんでした。 さらに、相対性理論では、質量とエネルギーは同じであると述べています。 「静止質量」を有するすべての粒子について、これは、光の速度に到達し、それを超えるために無限に高いエネルギーが必要であることを意味する。 これまでのところ、静止質量のない既知の粒子は存在しない。
ワームホールを介して未来へのタイムトラベル
しかし、スティーブン-ホーキングが彼の本に書いているように、過去へのタイムトラベルが可能な方法があるかもしれない：宇宙の二つの遠い場所を結ぶワームホール。
“我々は空間の領域に絞るより多くの質量は、より多くの時空が歪んでおり、遅い近くの時計がカチカチ。 十分な質量を絞ると、時空は非常に歪んでしまい、光でさえその重力を逃れることができず、ブラックホールが形成されます”とMillingtonは書いています。
しかし、このブラックホールの端だけが時間旅行に関連しています：そこでは、遠くの観測者に対して無限にゆっくりと時間が経過します：あなたの時計は、それから遠く離れたものに対して無限にゆっくりと刻み目を刻むでしょう。 物理学者は、ワームホールはブラックホールから形成できると仮定している。
ワームホールは、光の速度でAからBに到達することを可能にする時空の管の一種です。 しかし、このようなトンネルを安定させるためには、負の空間曲率、すなわち負のエネルギー密度を有する場所が必要となる。 しかし、エネルギー密度はまったく負になることができますか？
ほとんどの人は、19世紀の古典物理学から彼らの答えを基づかせていれば、この質問にはっきりと”いいえ”で答えるでしょう。 しかし、現代の量子力学の理論は、負のエネルギー密度の存在を排除するものではありません：量子力学によれば、空の空間は空ではありません。
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代わりに、それは存在の内外に飛び出る粒子のペアで満たされています。 他のどこよりも少ないペアが出入りすることが許された領域は、負のエネルギー密度を有するであろう。しかし、Millingtonが書いているように、アインシュタインの重力理論と量子力学を結びつける理論はまだありません—過去への時間旅行が可能かどうかは、私たちの宇宙の多くの秘密の1つのままになります。