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「ブロック宇宙論」って何?

2018.09.29 (Sat)
時間は矢のように一方向に流れているように感じられる。
未来を覗き見ることはできず、過去に再び訪れることもできないように感じられる。
日々の全ての瞬間は自らの死に向かって進んでいるように感じられる。
これが月並みな時間経験というものだろう。しかし、これから紹介する理論では、
過去・現在・未来が全て同時に実在し、
時間は流れ去らないと考えることもできるという。

「ブロック宇宙論」では、宇宙は4次元時空のブロックとして見られ、
全ての出来事はその中にすっかり納まっていると考えられている。
豪「ABC NEWS」(9月23日付)の記事で、シドニー大学哲学科の
クリスティ・ミラー准教授が詳しく説明している。
(tocana)

今回はこのお題でいきます。ふむふむ「ブロック宇宙論」ですか。
これ、直感的に理解しにくいんですが、できるだけわかりやすく書きたいと
思います。まずこれは、相対性理論から導き出された宇宙論です。
相対性理論では、この宇宙全体を4次元の時空連続体として見ています。

この場合、4次元とは、空間3次元+時間1次元ですが、
相対性理論からつくられたミンコフスキー空間では、時間軸も
空間軸と同じような形で数学的に操作することができるんですね。
ちなみに下の図は、本来は空間3次元なのを、2次元に落として表現されています。

ミンコフスキー空間
jsdjsksi (1)

さて、この宇宙はビッグバンで始まったと考えるのが、現在の定説ですよね。
そのときに、過去から未来までの時間のすべてができてしまった、
とするのがブロック宇宙論です。これ、意味わかるでしょうか。
もうすでに、過去も未来も完全な形で存在してるんです。
これは、最近に出てきたホログラッフィック宇宙論の元になる考え方です。

この例えとして、映画のフィルムを考えればわかりやすいでしょう。
その映画はもうすでにフィルム化されていて、みなさんはフイルムを巻き戻したり、
早回ししたりして、どこでも好きなシーンを見ることができます。
それと同じで、この世界の過去も未来も、すべてがすでに完成している・・・ 

さて、ブロック宇宙論が成り立つ条件の一つとして、この宇宙がビッグクランチで
終わることがあげられます。あれ、ビッグクランチって何でしょう?
この宇宙が最終的にどのようになるかについては、
大きく3つの説があります。一つは、宇宙はどこまでも膨張を続けていき、
いつまでもなくなることはない、とするものです。

最近、宇宙の膨張が加速していることが観測されましたよね。
で、その膨張を加速する力として、「ダークエネルギー」が言われ始めました。
どちらかといえば、この考えを支持する物理学者は多いようです。
2つ目は、ビッグクランチによって宇宙はいつか終わるとする考え方です。

ビッグバンからビッグクランチへ
jsdjsksi (2)

クランチは収縮という意味で、膨張している宇宙はいつの時からか収縮に転じ、
だんだんに小さくなっていって、最後は一つの点にまで縮こまって終わる。
3つ目は、宇宙の「熱的死」という考え方です。宇宙空間そのものはなくならないが、
膨張が停止し、地球や太陽など、すべての物質が同じ温度になって動きがなくなる。   

例えば、温度が40度と80度の同じ量の水を一つのビーカーに混ぜ入れた
とします。すると水は60度になります。ですが、そのビーカーのある
部屋の気温が20度だった場合、60度のお湯はだんだん冷めていって、
部屋の気温と同じになりますよね。部屋の気温は、
前よりもほんの少しだけ上がることになります。

これと同じことが宇宙規模で起きるのが、宇宙の熱的死です。
すべてのものが同じ温度になり、つまりエネルギーの移動がなくなり、
エントロピーが最大になって、あらゆる動きが完全に止まります。
もちろん生物は存在できません。で、前に書いたように、ブロック宇宙論では、
この3つの宇宙の終わり方のうち、ビッグクランチでなくてはならないんですね。

宇宙の熱的死では、星の光は消え、銀河の回転は止まる
jsdjsksi (1)

なぜなのかは、もうおわかりだと思います。映画のフィルムには終わりがありますよね。
それと同じで、未来がもうすでに存在しているのなら、
いつまでも終わらないのはマズイわけです。時間と空間は、始まりという口と、
終わりという肛門があるナマコのようなものとして、ドデンとそこにある。 

jsdjsksi (3)

さて、最初のほうで、相対論では空間と時間は同じように操作できると書きました。
ただし、空間を移動するにはそれなりの困難がありますよね。例えば、
アンドロメダ銀河に行くのは現在の科学では難しい。それと同様に、時間も、
本来は過去にも未来にも行けるものの、人類はまだその手段を見つけていないだけ、
というのがブロック宇宙論の考え方です。

でも、じゃあ、どうしてわれわれは、現在しか認識することができないんでしょうか。
過去は記憶の中にあり、誰も未来を知ることはできないとされますよね。
これについて、ブロック宇宙論では、はっきり説明されていませんが、
「時間が流れる」と感じるのは、脳による錯覚である、と主張する研究者もいます。

「時間が流れる」と感じるのは脳の錯覚?
jsdjsksi (4)

あと、気をつけなくてはならないのは、ブロック宇宙論での過去や未来への移動は、
SFなどでいうタイムトラベルとはかなり違うことです。例えば30歳の人が
20年前の過去に戻るということは、30歳のままで過去に現れるのではなく、
10歳のときの自分に戻るんです。これは未来についても同じで、
30年後の未来に行くのは、60歳の自分になることなんですね。        

ですから、タイムパラドックスは起きません。まず、自分が
2人同時に存在することにはならないですし、過去に戻って自分の親を
殺すこともできなないんです。未来も過去も、どうやっても変えようがない。
これは、すでにできている映画のストーリーを変更することができないのと同じです。

あなたは映画の主人公?
jsdjsksi (5)

さてさて、ここまで読まれて、当ブログの読者の方なら、
あることに気がつかれたんじゃないかと思います。
そう、ブロック宇宙論では、「自由意志」がないように見えます。
ただ、このあたりのことはよくわからないですね。

もしかしたら、みなさんは、自分の意志で進路を選択し、人生の岐路に立って
決断をしていると思っていても、じつは、すでに終わりまでの
ストーリーが完全に決まった中を歩んでいる、映画の主人公なのかも
しれませんよ。そう考えると、ちょっと怖いです。では、今回はこのへんで。

関連記事 『タイムパラドックスの話』




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