投稿者: 新たな理論によれば、私たちの宇宙は、量子重ね合わせ状態にある粒子で構成された「インフレーション以前の多元宇宙」から出現したという。
数世紀にわたり、宇宙の直接観測の数と精度が飛躍的に向上するにつれ、私たちの知識は拡大し、ますます困難で根本的な問いを投げかけることができるようになりました。1610年、ガリレオ・ガリレイは原始的な望遠鏡を用いて、太陽系外の最初の衛星を発見しました。それから約300年後、エドウィン・ハッブルは（はるかに高度な望遠鏡を用いて）太陽系外の最初の銀河を発見しました。今日では、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は初期宇宙（ビッグバンからわずか2億年から4億年後）の直接的な証拠を観測でき、LIGOのような高感度な観測装置はブラックホールや重力波に関する前例のないデータを明らかにし、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）はビッグバンそのものに関する非常に有用な情報を科学者に提供しています。
言い換えれば、私たちは宇宙の本質を理解しようとする集団的な試みにおいて、大きな進歩を遂げてきました。しかし、初期宇宙論における最大かつ最も不可解な謎の1つは未解決のままです。それは、今日私たちが「宇宙」と考えるものの前に何があったのかということです。ダーバン工科大学の物理学者コンスタンティン・ズロシュチャスティエフが執筆した、学術誌「Universe 」に掲載された新しい研究は、私たちの宇宙は実際には、宇宙の急速なインフレーションの直前の極めて短い期間である「インフレーション前」期間に存在した量子マルチバースの線形重ね合わせの破れによって生じたものであるという、驚くべき仮説を提示しています。望遠鏡ではこの期間の証拠を捉えることは不可能ですが、ズロシュチャスティエフは、宇宙史におけるこの重要な瞬間から少なくとも1つの証拠が存在すると主張しています。それは宇宙そのものです。
「これらの（ダークエネルギーとインフレーションの）時代に先立つ、インフレーション以前の時代は、経験的にも理論的にも、依然として大部分が謎に包まれている」とズロシャスティエフは書いている。「しかし、インフレーション以前の時代に直接関係する、大きく容易に観察できる自然現象が一つ存在する。それは、多様でありながら非常に秩序正しく、数学的に予測可能な構造を持つ我々の宇宙そのものであり、それによって我々は存在し、周囲の世界に法則を割り当てることで現実を合理化することができるのだ。」
既知の宇宙のインフレーション期、つまりビッグバン直後の宇宙の急速な膨張期以前には、私たちが知るような物質は存在していませんでした。代わりに、存在するすべてのものは、量子重ね合わせ状態にある区別できない粒子で構成されていました。ある意味では、すべての可能性、つまり事実上すべての可能な時空は、ズロシャスティエフが「お決まりのシュレーディンガーの猫箱」と呼ぶ状態の中で、存在しつつも存在していませんでした。そして、ある決定的な瞬間にこの線形重ね合わせ状態が崩壊し、すべての可能な宇宙が単一の状態、つまり私たちの宇宙に集約されたのです。
ズロシュチャスティエフは、原始宇宙における量子重ね合わせの崩壊を、測定のようなシャノン情報伝達（情報理論の創始者クロード・シャノンにちなんで名付けられた）として説明している。彼は、「どの可能性」という情報が原始的な量子重ね合わせから外部の記録のような環境に漏れ出し、一つの結果を事実上現実のものにしてしまったと仮定している。ズロシュチャスティエフによれば、このシャノン情報伝達は最終的に対数量子液体の生成につながり、それがひいては我々の宇宙の物理的な真空を生み出したという。その真空は真に空っぽではなく、実際には低エネルギー量子場、つまり他のすべての量子場の基底状態のようなものだと彼は説明する。最後に、ズロシュチャスティエフはこの仮説が、インフレーション後の時代から現在既知の宇宙を支配するダークエネルギー時代への宇宙の移行も説明でき、インフレーション前の宇宙と今日を結びつける安定した糸を提供していると指摘している。
これはすべて非常に整然とした話に聞こえるかもしれないが、どんな仮説も、それが証明または反証される能力があってこそ価値がある。ズロシャスティエフは、天文学者は、真空中で粒子が光速よりも速く移動する現象である仮想的な真空チェレンコフ放射を探すことで、この仮説を検証できると主張している。この放射は、ブレーザー、クエーサー、高速電波バーストにおけるエネルギー生成につながる可能性がある。
しかし今のところ、インフレーション以前の宇宙は、少なくともより多くのデータがなければ、解明がほぼ不可能な宇宙の謎である。
だが、歴史が示すように、人類はそうしたデータを見つけ出し、宇宙とそこにおける自分たちの位置についてますます多くのことを学ぶという、驚くべき才能を持っている。
Reference : A Scientist Thinks Our Reality Emerged from a Primordial Quantum Multiverse. He’s Not Crazy.
https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a70683280/quantum-universe-spacetime/
