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全く同じ地球が実在!?パラレルワールドにまつわる科学的な理論

宇宙ヤバイchキャベチ

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どうも!宇宙ヤバイch中の人のキャベチです。

今回は「科学的に理解されているパラレルワールドの理論」というテーマで記事をお送りしていきます。

宇宙はただひとつだけではなく、他にも無数に存在するかもしれない―。

SF的な奇想天外な話ですが、そんな仮説が今、理論物理学者や宇宙論研究者の間で議論されています。

このような仮説にもとづいた、私たちの宇宙と別の宇宙は「マルチバース」や「パラレル宇宙」などと呼ばれています。

宇宙がたくさんあるというのは、一体どういったことなのでしょうか?

パラレルワールドにまつわる現在信じられている理論をいくつか紹介したいと思います。

観測可能な領域の外に広がっている宇宙

Credit: Wikimedia Commons users Frédéric MICHEL and Azcolvin429, annotated by E. Siegel.
Credit: Wikimedia Commons users Frédéric MICHEL and Azcolvin429, annotated by E. Siegel.

私たちの宇宙はどこまで広がっているのでしょうか?

現在の宇宙の年齢は約138億年ですので、この時間に光が到達できる距離は約138億光年です。

しかし、光を発信した場所は宇宙の膨張によって現在はさらに遠くに位置しています。

このことを考慮すると観測可能な宇宙の大きさは465億光年ぐらいだと考えられます。

これより遠方の空間からは、地球に光が届いていません。

この観測可能な宇宙の境界を「宇宙の地平線」と呼んでいます。

Credit:NASA's Goddard Space Flight CenterCI Lab
Credit:NASA's Goddard Space Flight CenterCI Lab

現在の宇宙論の有力な理論であるインフレーション理論によると、宇宙はこの地平線を超えてはるかに広がっているようです。

ただし、宇宙の地平線の外側には光も情報も何も届かないので、何の影響もおよぼし合っていません。

観測可能な宇宙の外にはまた"別の宇宙"が存在していると言ってもよいでしょう。

インフレーション理論では宇宙の誕生直後に急激な加速膨張が起こったと想定しています。

10のマイナス33乗秒程度のごくわずかな時間で、10のマイナス34乗cm程度の宇宙が1cm程度の大きさにまで膨らんだといいます。

インフレーションで宇宙全体がどこまで膨張したかは分かっていません。

しかし、観測可能な領域に比べてはるかに広大な空間が生まれたと考えるのが自然だと言えます。

宇宙全体が無限の大きさを持っている可能性も否定することはできません。

ところで、あらゆる物質は素粒子から出来ています。

地球も、私たちの身体も素粒子が数多く集まって形作っています。

今ここに地球が存在し、あなたが存在するということは、今の地球を作っている素粒子の並び方や、あなたの身体を作っている素粒子の並び方がゼロではない確率で実現しているということです。

もし、宇宙の大きさが無限、または事実上無限といえるほど広いなら、地球やあなたの身体と同じ素粒子の並びが遥か遠い宇宙で必ず実現しているはずです。

マサチューセッツ工科大学のマックス・テグマーク博士はこのような考え方にもとづいて、私たちが観測可能な宇宙と同じコピー宇宙が10の(10の118乗)乗先に存在するといいます。

これは10の118乗という、想像を絶するほど巨大な数分だけ1の後に0を書くという、まさに現実離れしすぎて想像すらもできないような異次元の巨大数です。

その単位がだろうが光年だろうが、0が人間が数えられる程度に変わるだけで、元の数の大きさと比べれば誤差に過ぎません。

そのため距離の単位はもはや何でもよく、省略されることも多いです。

そのような超遠方の宇宙空間に存在するかもしれない、コピー宇宙の中には、全く同じ"もうひとつの地球"や"もう一人のあなた"も存在することになります。

親宇宙から子宇宙が生れる

Credit:Kavli IPMU
Credit:Kavli IPMU

インフレーション理論の応用から、また別のかたちのパラレル宇宙を導き出すことができます。

それは、親宇宙から子宇宙が生まれ、その子宇宙からまた孫宇宙が生まれるという「宇宙の多重発生」モデルです。

インフレーション理論の提唱者の一人でもある佐藤勝彦博士によって1982年に発表されました。

このモデルでパラレル宇宙が発生するメカニズムは次のようなものです。

まず、親宇宙がインフレーションを起こすと、そこからキノコのような子供の宇宙ができます。

親宇宙と子宇宙は初めはワームホールというトンネル状の時空構造でつながっています。

ワームホールは虫食い穴のことで、宇宙空間の離れた2点を結ぶ近道や2つの宇宙をつなぐ橋のことです。

しかし、ワームホールはその後ちぎれてしまい、子宇宙は親宇宙から完全に独立することになります。

Credit:NASA's Goddard Space Flight CenterCI Lab
Credit:NASA's Goddard Space Flight CenterCI Lab

さらに、同じように子宇宙でインフレーションが起きて孫宇宙が作られます。

このようなことを繰り返して、無数の宇宙が生まれたと考えられています。

私たちの宇宙はどこかの親宇宙から生まれた子宇宙かもしれません。

また、私たちが分からないだけで、私たちの兄弟に当たる宇宙がどこかにあるのかも知れないのです。

量子論の多世界解釈

ここまで見てきたパラレル宇宙とは、少し違った意味合いのパラレル宇宙に関する仮説があります。

それは、ミクロの世界の物理学である量子論の解釈から生まれたパラレル宇宙です。

量子論によると、ミクロの世界の出来事は、決定論的に予測することができず確率に支配されています。

例えば、ヨウ素131という放射性物質は、放っておくと自然に崩壊しキセノン131という別の物質に変わります。

この崩壊がいつ起きるかはっきりと予測することはできません。

できるのは「8日後までに50%の確率で崩壊する」という確率を示すことだけです。

仮に8日後までにあるヨウ素131の原子が崩壊したとします。

このときにヨウ素131の崩壊が起きなかった世界も、崩壊が起こった世界と並行して実在しているというのです。

多世界解釈ではこのような現象が起きるたびにどんどん世界が枝分かれしていくことになります。

時間が進むごとに可能性の数だけ宇宙がさらに増えていくのです。

パラレル宇宙は本当に実在するのでしょうか?

それとも物理学者の頭の中だけの幻想なのでしょうか?

現在の科学では、このような世界があることは否定できないということしかできませんが、この謎がいつか本当に解き明かされる日が来るかもしれません。

それが非常に楽しみですね!

今回紹介した説のそれぞれがさらに掘り下げるほど面白いものですし、この類の考察は他にも様々なものがあったりするので、また別の機会に別の動画で紹介していきたいと思います。

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