「宇宙が真空崩壊?」番組まとめ

2018年

NHK BSで放送されている「コズミック フロント☆NEXT」

テーマ「宇宙が真空崩壊?宇宙の未来をパパに習ってみた」をまとめてみた。

一部の科学者が警笛を鳴らしている様に「宇宙が真空崩壊する事で地球も飲み込まれ無くなってしまうのか」

科学者が言う「真空崩壊」とは この宇宙が不安定であるという。

宇宙が不安定である理由は何か、安定にする事は出来ないのか。

番組は超ひも理論を研究する橋本幸士教授が出演するドラマ仕立てで真空崩壊について解説をする試み。

[目次]

[序章]

[宇宙は不安定]

[宇宙は安定]

[真空崩壊はあるのか]

[独り言]

解説

[序章]

欧州にある加速器セルンは2008年から稼働を始め1日当たり何十兆ものデータを蓄積して2012年にヒッグス粒子発見を発表した。

ただ発見されたヒッグス粒子は理論値よりも軽かった。

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[宇宙は不安定]

ヒッグス粒子が軽いという事は現在の宇宙が不安定な状態にある事を意味する。

真空崩壊の図解例

[図-1]

上の図の中で人がいる高さが今いる宇宙の高さで、赤の矢印の位置が真空崩壊する高さ。

A:「宇宙が不安定」だがフェンスがあるので人は何とか地上に落ちずにいる。

B:(強風など)何らかのエネルギーを受けて人がフェンスを飛び越えて地上に落ちる=真空崩壊

C:トンネル効果(※1)で≒人がフェンスの隙間を潜り抜けて地上に落ちる=真空崩壊。

*宇宙が不安定な場合は真空崩壊に至る可能性がある。

Dについては後述。

※1:トンネル効果は量子論の世界で本来通り抜けられないはずの壁を電子などが通り抜ける現象を指す。(実際には通り抜けているわけではなく、押し出しているような現象だが細かくは割愛)

ここで何故不安定な宇宙が存在してしまうのか、まだ真空崩壊していないのかという疑問が出てくる。

そこで考え出された理論が多元宇宙論=マルチバースという考え方になる。

多元宇宙論(マルチバ-ス)

宇宙はたくさんあり、今いる宇宙はそのうちの一つであるという考え。

その宇宙の数は10exp500(10の500乗)あり、宇宙ごとに物理法則が違う。

これだけ沢山の宇宙があるなら今の宇宙の様に不安定な宇宙が幾つかあったとしてもおかしくないとする考え。

この場合 いつかは真空崩壊が起こってもおかしくない事になる。

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[宇宙は安定]

超対称性理論

現在発見されている素粒子と対称な粒子=超対称性粒子が発見されればヒッグス粒子が理論より軽くてもバランスが取れている事になり宇宙は安定していると言える。

ヒッグス粒子よりも質量が大きい対象のヒッグス粒子があれば現在の宇宙は安定した場所にある事になる。

(例えると今の宇宙の状態が図-1の中のDに該当し、青い矢印の様に封をした巨大なフェンスが作られていて人は通り抜けられないし飛び越える事も出来ない状態)

現在 加速器セルンは超対称粒子を見つけるため倍増した高いエネルギーで実験できるようにし稼働中だが ここ2年の間は見つかっていない。

重力≒超ひも理論

重力は超対称性でも扱うのが難しい。

現在の素粒子理論(標準理論)が扱うのは4つの力のうち重力を除いた3つだが、重力子が存在するかもしれない。

もし重力子を見つけられて標準理論に組み込むことが出来れば宇宙が安定していることになる。

重力が十分強ければ真空崩壊の泡が起きたとしてもすぐに閉じ込めてしまう事が出来るという。

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[真空崩壊はあるのか]

現在の物理学の理論と観測では まだ分からない。

真空崩壊は あくまでも想像の域を出ないというのが結論である。

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 [独り言]

以前の投稿にも記したが真空崩壊があるかないかは分からない。

仮にあるとしても憂うことは無い、と言うより憂いを持ついとまがない。

真空崩壊があるとすれば光りの速さで広がると言う。

光りの速さは秒速 約30万kmで1秒で地球の周囲4万kmを7周半するほど速い。

仮に真空崩壊が地球上のどこかで起きたら地球の直径は約1.3万kmなので真空崩壊に至る時間は遅くても0.044秒。

何かを感じるまでも無く終了する。

仮に宇宙のどこかで発生したとしても光の速さで到達するなら 気付く前に真空崩壊に飲み込まれているだろう。

ただ個人的な直感では、

「真空崩壊は無い」

もし今の宇宙が不安定で真空崩壊するようならとっくに真空崩壊しているだろう。

宇宙が誕生して138億年も経っているのに不安定な状態を続けられるとは思えない。

量子力学の世界は理論先行で現象を特定できていない事の方が多い。

例えが強引だが、

分数の1/3を数値に置き換えようとすると=>0.3333333*****と小数点以下に無限に3が続き綺麗に解き明かそうにも終わりが見えない。

でも数として1/3は存在するし丸いケーキを120°で分割すれば1/3は成立する。

円周率も3.1415******と無限に数が続いて終わりのない数字に見えるが円は現実に存在し線は途中で切れたり消えたりせず閉じている。

量子論は科学者の理想で美しい方程式で全てを解釈できるようにしようとするがあまり、

『説明しきれない事を数学的に解釈をしようとしているため無理がある』理論なのではないだろうか。

(まぁその理論の構築がいつか真実を導き出すのだろう)

それでも「真空崩壊で宇宙が滅びるかもしれない」という発言は気持ちは分かるがトンデモ発言のように思えて科学者が発する言葉としていかがなものかと思う。

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