物理学者が平行宇宙によって意味するもの

ローレンス・マニング、ゲッティイメージズ

物理学者はパラレル ユニバースについて話しますが、それが何を意味するのかは必ずしも明確ではありません。それらは、SF でよく示されるような私たち自身の宇宙の別の歴史を意味するのでしょうか、それとも私たちの宇宙とは実際には関係のない他の宇宙全体を意味するのでしょうか?

物理学者は「パラレル ユニバース」というフレーズを使用してさまざまな概念を議論しますが、少し混乱することがあります。たとえば、一部の物理学者は、 マルチバース 宇宙論的な目的のためですが、実際には信じていません 多世界解釈 (MWI) 量子物理学の。

パラレル ユニバースは実際には物理学内の理論ではなく、物理学内のさまざまな理論から出てくる結論であることを理解することが重要です。原因は様々ですが、 複数の宇宙を信じる 物理的な現実として、主に、観測可能な宇宙がすべてであると仮定する理由がまったくないという事実に関係しています。

パラレル ユニバースには、検討に役立つ 2 つの基本的な内訳があります。 1 つ目は 2003 年に Max Tegmark によって発表され、2 つ目は Brian Greene の著書「The Hidden Reality」で発表されました。

Tegmark の分類

2003 年、マサチューセッツ工科大学 (MIT) の物理学者マックス テグマーク (Max Tegmark) は、ある雑誌に掲載された論文で、パラレル ユニバースのアイデアを探求しました。 「科学と究極の現実」というタイトルのコレクション ' . この論文では、Tegmark は、物理学によって許容されるさまざまな種類のパラレル ユニバースを 4 つの異なるレベルに分類しています。

レベル 1: 宇宙の地平線を超えた地域:宇宙は本質的に無限に大きく、宇宙全体に見られるのとほぼ同じ分布で物質を含んでいます。物質は非常に多くの異なる構成でのみ結合できます。無限の空間が与えられると、私たちの世界の正確な複製が存在する宇宙の別の部分が存在するのは当然のことです. レベル 2: その他のインフレ後のバブル:別々の宇宙が泡のように湧き出る 時空 インフレーション理論によって定められたルールの下で、独自の形で拡大を遂げています。これらの宇宙の物理法則は、私たちのものとは大きく異なる可能性があります。 レベル 3: 量子物理学の多くの世界:量子物理学へのこのアプローチによれば、事象は可能な限りあらゆる方法で、異なる宇宙でのみ展開されます。サイエンス フィクションの「オルタナティブ ヒストリー」の物語は、この種のパラレル ユニバース モデルを利用しているため、物理学以外では最もよく知られています。 レベル 4: その他の数学的構造:このタイプのパラレルユニバースは、私たちが考えることができるが、私たちの宇宙の物理的現実として観察されていない他の数学的構造の一種の包括的なものです.レベル 4 のパラレル ユニバースは、私たちの宇宙を支配するものとは異なる方程式によって支配されるものです。レベル 2 ユニバースとは異なり、同じ基本ルールの異なる表現だけでなく、まったく異なる一連のルールです。

グリーンの分類

Brian Greene の 2011 年の著書「The Hidden Reality」の分類システムは、Tegmark のものよりも粒度の細かいアプローチです。以下は、Greene のパラレル ユニバースのクラスですが、それらが該当する Tegmark レベルも追加しました。

キルト マルチバース(レベル 1): 空間は無限であるため、どこかに、私たち自身の空間領域を正確に模倣する空間領域があります。すべてが展開している別の世界がどこかにある まさに それが地球上で展開するように。 インフレ多元宇宙(レベル 1 & 2): 宇宙論におけるインフレーション理論は、「バブル ユニバース」で満たされた広大な宇宙を予測しており、私たちの宇宙はその 1 つにすぎません。 ブレーン マルチバース（レベル2）： ストリング理論 私たちの宇宙が 1 つの 3 次元上にある可能性を残しています ブレーン 、任意の数の次元の他のブレーンは、それらの上に他の宇宙全体を持つことができます. サイクリック マルチバース(レベル 1): ひも理論から考えられる結果の 1 つは、ブレーンが互いに衝突し、宇宙が生成される可能性があるということです。 大きな前髪 それは私たちの宇宙だけでなく、おそらく他の宇宙も創造しました。 ランドスケープ・マルチバース(レベル 1 & 4): ひも理論は、宇宙のさまざまな基本的性質を明らかにします。これは、インフレーションの多元宇宙と組み合わせると、私たちが住む宇宙とは根本的に異なる物理法則を持つ多くのバブル宇宙がそこに存在する可能性があることを意味します。 量子マルチバース(レベル 3): これは基本的に、量子力学の多世界解釈 (MWI) です。起こり得ることは何でも起こります... ある宇宙で。 ホログラフィック・マルチバース(レベル 4): ホログラフィックの原理によれば、宇宙のすべてが正確に反映された、離れた境界面 (宇宙の端) に物理的に等価な平行宇宙が存在します。 シミュレートされたマルチバース(レベル 4): テクノロジーは、コンピューターが宇宙のあらゆる詳細をシミュレートできるところまで進歩する可能性があり、その結果、現実が私たちのものとほぼ同じくらい複雑なシミュレートされた多元宇宙が作成されます。 アルティメット・マルチバース(レベル 4): パラレル ユニバースを見る最も極端なバージョンでは、存在する可能性のある理論はすべて、何らかの形でどこかに存在する必要があります。