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物理学者は、実行可能なタイムマシンの数学的モデルを開発する


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物理学者は、実行可能なタイムマシンの数学的モデルを開発する

(図 タイムマシン Pixabay)  (Fig.) アーティクル・イメージ

 

物理学者は、理論的な「タイムマシン」の数学的モデルを開発し、時間と空間を行き来することができると主張します。 そのトリックは、宇宙の時空間の曲率を使って、箱に座っている仮の乗客のために時間を円に曲げることです。そうして円は、彼らが過去と未来に飛ぶことを可能にします、と彼らは述べます。

「タイムトラベルはSFだと、人々は常に考えています。何故ならば私達は実際にポジティブだと考えていないので、不可能だと思う傾向があります。」と、カナダ(Canada)のブリティッシュ・コロンビア大学(University of British Columbia)の理論物理学者、数学者のベン・ティペット(Ben Tippett)氏は述べています。

「しかし、数学的には、可能です。」

メリーランド大学(University of Maryland)の天体物理学者であるデビッド・ツァン(David Tsang)氏と一緒に、ティペット氏はアインシュタイン(Einstein)の一般相対性理論(theory of general relativity)を使って、時空間で横断可能な因果関係を持たない逆戻りの領域(Traversable Acausal Retrograde Domain in Space-time)と呼んでいるものの数学的モデルを考案しました(はい、略語は文字通りTARDISです)。

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しかし、私達は本物のタイムトラベルの狂気に入る前に、これを素早く現実の見方に入れましょう - 研究者は、明日構築できるドクター・フー・スタイル(Doctor Who-style)[BBCの、SFのTVドラマシリーズ]のタイムマシンの青写真を持っていると主張していません。彼らは、私達がこの物を作るために必要な材料はとてもエキゾチックであると言いますが、私達はまだそれらを発見していません...しかし、私達は1分で得るでしょう。初めに、ティペット氏とツァン氏が実際に提案していることについて話しましょう。

 

モデルは、次のアイデアに基づいています。3つの空間の次元で宇宙を見るのではなく、第4の次元(時間)を分離し、私達は4つの次元を同時に想像するべきです。これにより、時空間(space-time)の連続体の可能性を考慮することができます。空間と時間の異なる方向は、宇宙の湾曲した織物内で総てつながっています。

アインシュタイン相対性理論は、宇宙における重力効果と、時空の曲率に結びつけています - この現象は、惑星や星の楕円軌道の背後にあると考えられています。時空間が「平ら」か、または湾曲していないならば、惑星は直線の移動をします。しかし、相対性理論によれば、大質量の物体の近くで時空間の幾何学的形状が湾曲し、惑星の軌道を曲げる原因となり、代わりに星の周りを周回します。

ティペット氏とツァン氏が主張していることは、それは宇宙の中で曲がり捻れることができる物理的な空間だけではなく、時間自体が大質量の物体の近くで湾曲することもあります。

「時空間の面の時間方向もまた曲率を示します。ブラックホール(black hole)に近づくにつれて、時間がより遅くなるという証拠があることを、私達は得ています」とティペット氏は述べました。「タイムマシンの私のモデルは、曲がった時空を使って時間を曲げ、直線ではなく、乗客のために円にします。その円は私達を時間通りに戻します。

この理論的性質を利用するために、物理学者達は、時空間幾何学の一種の「バブル[泡]」を作り出すことを提案しています。それは大きな円形の経路とともに、バブルの中にあるものを空間と時間を通して運びます。このバブルが光の速度より速い速度に到達できれば - ペアは数学的に可能であると言い - これにより時間について後方[過去]に移動することができます。

「それは、時空間の循環経路と共に、時間の中で『前進』し、次に『後退』移動する箱です」と研究者らは、2017年の論文で説明しました。「楽しそうな外部の観察者は、時間内に後方に進化するボックス内のタイムトラベラーを見ることができるでしょう: 壊れない卵、そして彼らのコーヒーからクリームを分離する。」

あなたは下のイメージで基本的なアイデアを見ることができます。バブル/タイムマシン(人物A)の内部の乗客と、その横に立っている外部の観察者(人物B)。時間の矢印 - 通常の状況下(少なくとも私達の宇宙の中では)常に前方を指し、過去は現在になります - は、黒い矢印で表されます:

人物Aと人物Bの両方は、劇的に異なる方法で時間を経験しますと、研究者は説明しました:

 

(Fig.1) タイム・ループ

 

「バブルの中で、AはBの出来事が周期的に進展していくのを見ますが、その後逆転します。バブルの外側では、観測者Bは同じ場所から出現するAの2つのバージョンを見ることになります:一方の時計の針は時計回りに、他方は反時計回りに回転します。」

言い換えれば、外部の観察者は、タイムマシン内の物体の2つのバージョンを見ることになります: 一方のバージョンは時間的に前進し、他方のバージョンは後に進化します。ティペット氏とツァン氏は、数学は上手く行っていると言いますが、今の問題は、彼らが提案しているものを構築するために、私達は実際に適切な材料を持っていないことです。

「それは数学的に実現可能ですが、私達には材料 - 私達はエキゾチックな物質(exotic matter)と呼んでいます - が必要なので、時空間機械を作ることはまだ不可能です。これらの不可能な方法で時空を曲げるためのものですが、それらは未だ発見されていません」と、ティペット氏は述べました。

 

彼らのアイデアは、別の理論的なタイムマシン、アルクビエレ(Alcubierre)ドライブを想起させます。アルクビエレ・ドライブは、エキゾチックな物質のシェル[殻]を用いて、時間と空間を通って乗客を輸送します(仮説上は)。どちらのアイデアも、これらの時空を曲げている材料を実際にどのように作り出すかという考えなしに、遠くに行くことはできません。しかし、ティペット氏が指摘するように、私達は決してタイムトラベルの可能性について怪しむことを止めるつもりはありませんし、そしてこれは私達が幻覚性の影響を及ぼす物理学を取り入れるもう1つの方向です。

「時空間の研究は魅力的で問題の多いものです」と彼は述べました。「私の分野の専門家達は、1949年以来、数学的なタイムマシンの可能性を模索してきました、そして私の研究、プレス(pres)1010; この記事のバージョンは2017年4月に最初に出版されました。

 

----- 出典 -----

掲載終了しております。

(出典のソース)

Traversable acausal retrograde domains in spacetime - IOPSciencewww.sciencealert.com(同様な記事)

futurism.comwww.firstpost.commedium.com

 

------ この記事を読んで -----

タイムマシンそのものの話かと思いこみ、読んでみたらタイムトラヘル理論でした。タイムマシンの話には、なかなか出会えないです。

相対性理論から出発すると、エキゾチックな物質 → 反物質が必要になります。もしも実際に反物質が見つかったとして、工業技術的に貯蔵したり利用したりができるようになる必要があります。技術的にも大きく前進しないと、理論(仮説)の段階のままです。

 

 

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