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2011年11月 3日 (木)

科学おたくの独り言

 以前NHKの「コズミックフロント」という番組で、遠い宇宙ほど猛スピードで遠ざかる、という研究が特集されていた。つねに一定の条件で爆発する超新星を基準として、その赤方偏移の程度で遠ざかる速さを計測するというものだ。
 前にこの記事で書いたように、ポアンカレ予想の証明によってその可能性が生まれているはずの「三次元球面宇宙」では、極端に遠い星々が我々の進む方向に向かって我々を追い越すように我々の前方に回り込んでいくはずだと、私は(勝手に)考えていた。
 だから、そういう星の動きで赤方偏移は起きるかなあなどと暇な時に夢想していた時に、ノーベル物理学賞のニュースを耳にした。まさにその研究に携わっていた学者グループのうち、3人が受賞したのだ。

 正直驚いた。
 3人の内2人は私より年が若い。ノーベル賞の候補はどの分野も数百人からいると聞いていたので、この研究が特に評価されたことは意外だった。「違和感」に近いものを感じた。
 
 一方、三次元球面の上を「滑っていく」星々についての夢想の件だが、赤方偏移は起きるだろうなと考えていた。例え観察者から見て真横に滑っていくような動きでも、光の到達の遅れは生まれるはずだ。それで逆に「まさか今年のノーベル物理学賞は、三次元球面宇宙論の前振りだったのではないだろうな」等と半ば本気で考えはじめた。

 それから数ヶ月もたたないうちに、光より速いニュートリノの発見報道とか、雑誌ニュートンには「相対性理論には、いくつもの”破れ”があると考えざるを得ない」などと書いてあるし、日経サイエンスには宇宙の果ての話題に量子論をもとにした「マルチバース(平行宇宙)」しか登場しないなど、相対性理論は一体どうなったんだというような状況が続いている。

 たぶん「光」という存在が謎すぎるのだろう。
 ネットのどこかで、数学は振り子一つ分の動きは計算でき、予測できるが、その振り子の頭にもう一つ振り子をくっつけるともう予測不可能になるという話を読んだ。ひょっとしたら、光がどのような存在かは多くの研究者がある程度想像できていて、それを数式で表すことが出来ないから、何百年もその本質の周囲をぐるぐる回り続けているのではないかというような気もする。

 例の光の二重スリット実験の結論である「量子は確率的にしか存在しない」という定説も、本当はその結果を可能にする理論モデルは既に存在していて、単に数学的に説明することができないだけなのではないかと、一般人の特権で勝手な想像をしている。

追記

 今月号(12月)の「ニュートン」P41の図についてである。以下の戯言は、そちらを見ながらでないとわからない話なので、暇な方は「ニュートン」を購入して読んでみてほしい。
 さて、相対性理論では基準となる絶対的な慣性系は存在しないはずだから、Bさんの方が静止していると考えてもおかしくないはずだ。そうすると、光が斜めに進んでいるのは実際にはAさんの方かも知れないということになる。それよりなによりAさんもBさんも、別の慣性系に乗っかっていて、それに二人とも気づいていないだけかも知れない。というより慣性系の状態を問うこと自体が無意味だ。なにしろ「基準となる絶対的な慣性系は存在しない」のだから。それはつまり、光が斜めに進んでいるかどうかを問うこと自体が無意味であることを意味する。
 また、Aさんから見てBさんの光が筒の上に到達するのが遅れるように見えるのはわかるが、それは本体が高速で退いているために、それぞれのタイミングで光本体からAさんの眼に向かって出発した「光」の分隊が、それぞれAさんの眼に到達するのが遅れ、その結果としてAさんにBさんの時間の流れが遅くなっているという認識を与えているだけであり、実際にはAさんの時計もBさんの時計も同じ時を刻んでいるはずだ。
 たしか、相対性理論ではこれを「実際にBさんの時の流れが遅くなっている」と解釈しているはず。そしてその考え方が、ブラックホールその他の存在を予見するための理論的基盤になっていたはずだが。

追追記

 日経サイエンス12月号ののP37、真ん中下の方に次のように書いてありました。

「もしかしたら宇宙はとても大きなスケールで丸まっていて、無限に離れた場所は存在しないのかもしれない。~~~。しかし、実際にどうなっているかはまるでわからない。私たちが宇宙の地平線より外側の情報を得ることはありえないからだ。」

 おや、三次元球面の話ですね。いや、あんまりさらりと書かれているので最初に読んだ時に気づきませんでした^^;

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