2014年 - VECサロン

宇宙　時間　空間　素粒子
（近代物理学、相対性理論、粒子学の世界）

この題目のYou Tubeの映像を見て、物理学と粒子学の関係をリアルに意識することができる。

世界で最も高精度の時計は、セシウム原子の振動数であるという。一億年に一秒しかくるわない原子時計。
時間とは何か？人間は旅をするようになって異なる時間の存在を知る。
アインシュタインは、アイザック・ニュートンが発見した常識の間違っていることを正していった。その中に時間と空間の観念が正された。時空間は縮んだり伸びたりする。そして歪む。空間での動きは時間を変える。なぜ、私たちが気づかないのかというと私達の動きが遅いからである。時間と空間を一体と定義づけした。
時間と言うのは、瞬間の積み重ねである。ビッグバンから現在までの時間の瞬間の積み重ねを考える。アインシュタインの考えだと時空を異なる角度でスライスすることができるとする。これに移動を加えると時間の断面に変化が生じる。すると、あなたの過去や未来が見えてくる。但し、過去は過ぎた過去であるから変えることが困難である。しかし、未来は現在のちょっとした変化で未来は変わることになる。
時間旅行をするには重力を利用すると可能とされている。運動と同じように重力も時間に影響を与えるからだ。重力が強いと時間の進み具合は、遅くなる。ブラックホールを利用すると未来に行ける。過去への移動はワームホールを利用すると可能であろうという。「バックトゥーザフューチャー」のように。
ルートリッヒボルツマン　S=K log W　（エントロピーを表す方程式：秩序が時間と経験の無秩序に向かう方程式）
エントロピーが最も低い状態は、ビッグバン（137億年前）の瞬間でしょう。そのビッグバンが時間の矢の起点であったと考えることにたどり着く。

空間は、実態はあるが、スポンジのようにゆがんだりひずんだりする。そして、空間は宇宙にもつながっている。
原子の世界でも空間は存在する。ニュートンは絶対空間という概念でいろんな現象の法則を発見した。近代科学はこの考え方で物体の現象の原理を紐解いた。しかし、アインシュタインは、ニュートンが定義した空間の概念を覆した。空間と時間は一体のモノであって、時速10億8千万キロの光の速度は一定である。しかし、光とほぼ同じ速度で移動できたら、空間は歪んで見えることだろう。それが時空であると。アインシュタインはニュートンが証明しなかった重力について解き明かしてくれた。アインシュタインは、「重力は物体の質量によって生じる時空のゆがみ」と説いた。空間は動的なもので布のように柔らかいものである。レナード・シフによるジャイロスコープによる証明は、（地球の自転で生じる時空のゆがみをジャイロスコープで測定すると言う発想）半世紀以上の時間をかけて実施された。空間に実態があるからこそそれをねじることができる。無の空間であっても物体を引き合わせる力がある。さらに素粒子は種類のよって質量が違う。物質に質量をもたらす粒子：ヒッグス粒子の存在である。空間には実態があり、ヒッグス粒子が空間を通ることで質量を得ることになる。
宇宙の膨張速度は加速している。宇宙を押し広げようとする力が働いている。（ダークエネルギー：重力に反して物質を引き離そうとするエネルギー）　アインシュタインは、一般相対性理論の方程式で反重力を示している。
実態は、ホログラムのようなもの。映画「マトリックス」のような。ブラックホールの境界線に入り込んだ物質の情報が蓄えられると復元も可能になるのでは。

私達も原子でできている。その原子は素粒子（クォーク）で構成されている。古典力学の方式は、私達の身の回りの様々な現象を証明してくれる。また、それを利用して制御しているものもある。
ニールス・ボーアによる原子核と電子の動きに物理の常識を変えた。電子は熱をもらうと電子の軌道周期を移動する。電子は軌道から外れたところには存在しない。だから、軌道を瞬間移動する。物理学とは違う量子学が生まれる。アルベルトアインシュタインとニールス・ボーアの対決は非常に興味深いものであった。二つのスリットの課題は、面白い。電子がこの二つのスリットを抜けると波のような動きをするという。（干渉パターン）
マックスボルンが新しい解釈を出す。電子の二つのスリットでスクリーンに出てくる波の現象は、空間における電子の当たる「確率」はいくつか？と言う考え。シュレーディンガーの方式で確率が出てくる。確実性ではなく確率で答えを出すことができる。量子力学の確率方程式。
ボーアは、観測が全てを変える。粒子の位置を観測して位置が決まる。
アインシュタインは、確実性。全ての事象が観測に依存していることはおかしい。物理学としては量子力学は不完全だと。（エンタングルメント：粒子の絡み合いは理論に基づく予測）電子の回転方向は観測した時に決まる。ペアの電子の密接な関係。二つの電子の間に何もないのに、連携しているペア電子。
ジョンクラウザーがジョン・ベルの論文の数式から量子力学のエンタングルメントの答えを解き明かすことができた。二つの電子が交信するには光よりも早い交信が無ければならないが、空間にはそれが存在していた。これが遠隔作用という。遠隔作用とは何か？それはまだ謎である。
「スタートレック」のようなテレポーテーションが可能になるのか？
生成した二つの格子を引き離して、片側に変化をもたらして新たな格子を生成する。すると離れた片割れの格子にも変化が現れた。
粒子が持つ情報を取り出すことができて、別の粒子に与えることでテレポートは可能となるというが？
粒子と情報の区分。これを考えると量子コンピュータが存在する。量子ビットの存在により、複数の並列処理が同時に可能となる。物質が大きくなるとあいまいさが失われてくるのはなぜか？　もしかしたら、粒子の世界からマクロの世界へ進むと複数のマクロの世界が存在しているかもしれないという。

多元的宇宙の存在があったとしら。ビッグバンで生まれた宇宙。ビッグバンは複数存在できるとしたら。
昔は、天動説が常識だった。そのうち、コペルニクスらによって地動説が明らかとなり、太陽系は銀河の一部で、銀河の外に多くの銀河が存在していることが明らかとなった。多元宇宙が存在していてもおかしくない。
ビッグバンを起こすことになったエネルギーとは何か？　初期宇宙の膨張速度を調査して、重力は今の常識とは逆の特性を持っていたことが発見された。つまり、引き外すエネルギーである。インフレーション：インフレーションによってビッグバンが発生した。宇宙温度の分布を測定してインフレーションの存在を助けた。
インフレーションが起きるのは、一か所ではない。インフレーションは永遠に続く。それによって多くの宇宙が生まれる。エネルギーが粒子に変化する瞬間。空間が生まれ、それが膨張する。多元宇宙が引き起こされる。
現象がないことは科学ではないという風潮が強い世界。それによって科学の進歩が遅れていること。
物質を引き離す力：ダークエネルギーの存在と大きさ。小数点以下の0が122桁も並んだダークエネルギーの大きさであった。しかし、その小さなダークエネルギーであるが我々が存在する世界に大きな影響を及ぼしている。ダークエネルギーの大きさが異なる宇宙が存在しているとしたら。私達の宇宙とは違ったダークエネルギーの値である宇宙では私たちはそこには存在できない。粒子を弦の振動でできていると言う弦理論が登場したことで、粒子の特性が異なることを説明することになる。弦理論では高さ、幅、奥行きの3次元に6次元を加えて9次元でなければ、説明ができない。研究は更に進んで膨大なパターンが考えられる。それは多元宇宙の存在を肯定していることになる。多元宇宙論は、証明されていないが説得力はある。

今、地球が太陽から離れている距離。地球が46億年前に誕生して、多くの隕石がぶつかってきた歴史の中で月ができたり、大型恐竜が絶滅したり、氷河期があったりと、今の人間の繁栄があるが、この環境条件と歴史は何か一つでも欠けたならば、存在はしていなかったと考えられる。
私たちが生きている世界は、現象だけを科学だと決めつけないで、もっと柔軟な考えを拡げていくことも大切なことだと思われるし、まだ、証明されていないことや確認されていないことで、人間の理解を越えていることはたくさん存在していると言うことを認識しておくことを忘れてはならないと思う。