【驚愕】宇宙の謎3選に迫る!その②

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宇宙には、信じられない謎があります。

というか謎だらけと言っても過言ではありません。

ここでは、そのたくさんある中の3つの謎に迫ります。



①パラレルワールドは存在する?

現在の宇宙論が、ビッグバン理論とインフレーション理論を想定する限り、観測不可能な宇宙が存在すると認めざるを得ません。

つまり、ビッグバンから生まれた私たちが住む宇宙領域外は、決して物理的に干渉、観測できないことになります。

物理的に干渉できないのだからこれは別の宇宙であり、パラレルワールド(平行宇宙)であるとするのです。

また、別の考え方もあります。

インフレーションの過程で複数の泡が生じ、それらが独自に成長して無数の宇宙(泡宇宙)が生まれる可能性があります。

「インフレーション」理論とは、宇宙がビッグバンの後に急速に拡大したとする理論でありますが、言い換えると、宇宙はまるで風船のように膨張していったとみなされています。

この理論によって、無数の泡となる宇宙が存在するといった事が示唆されているのです。

②宇宙に果てはあるのか

「閉じた宇宙」とは、宇宙空間の広さは有限であり、果てまで進んでいくともとの位置に戻って来るという考え方であり、「開いた宇宙」とは、宇宙空間は無限に広がり、宇宙の果てという場所は存在しないという考え方であります。

現在、宇宙空間は加速膨張していますが、「閉じた宇宙」は、永久に膨張するのではなくやがて収縮するようになると言われています。

宇宙が収縮することで最終的に宇宙の大きさは「無」となるというのが「閉じた宇宙」であり、収縮に転じるということは宇宙空間は無限大ではなく収縮に転じた地点が宇宙の果てということになります。

「閉じた宇宙」のイメージはボールのような球形の世界に相当します。

ボールの表面のある点をスタート地点とし、ボールの表面を指でなぞっていくとグルリと一周まわり、もとの位置に戻ります。

「閉じた宇宙」のモデルが球体だとすると、「開いた宇宙」は乗馬で使用する「鞍」のような形がモデルとなります。

この2つの説でどちらが正しいのか、それともどちらも間違っているのか、その答えは現在の人間には残念ながら導き出せていません。

私たち人間の住む地球やそれを含む太陽系、天の川銀河などの観測可能な宇宙空間は宇宙全体のほんの一部であり、望遠鏡をはじめとしたあらゆる手段で観測しながらその形容を推測するしかないのです。

③この世は3次元ではなく高次元?

私たちが住むこの世は3次元に時間を加えた4次元です。

しかしながら、この世は現実、10次元だというのです。

私たちの世界に存在する高次元空間があるとしたら、現段階では、私たちが考え得る宇宙の尺度しか使えないので、想像する事すら出来ません。

物質の形や大きさを表す尺度は、縦、横、高さを座標とする3次元空間の指標であります。

縦、横、高さの3つの座標に付け加わる次の座標を、現在の私たちは想像することが出来ません。

高次元の空間において理論物理学者は、10次元空間の中に私たちの住む4次元空間は存在しているといいます。

残りの6次元は極端に小さく、3次元的には見えません。

そして、この6次元は丸く閉じていて、4次元空間に接触しているのです。

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ブラックホールで過去にタイムトラベル出来る? ~相対性理論~

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理論上、未来へのタイムトラベルは有名な「ウラシマ効果」のように、可能だと考えられています。

では、過去へのタイムトラベルは出来るのでしょうか。

理論上は出来る可能性があると言いまずが、とても難関な旅だと言えます。



2つのブラックホールでつくるタイムマシン

過去へのタイムトラベルは、カルフォルニア工科大学のキップ・ソーン博士らのグループによって考えられています。

それは、ワームホールを使ったタイムトラベルです。

ワームホールとは、ブラックホールを2つつなげたような時空の事をいいます。

2つのブラックホールをつなげる為には、ワームホールをつくり出さないといけません。

タイムトラベルをする際に、事象の地平線の中に入ってしまうと二度と外には出れなくなる為、ワームホールをつくるときには、事象の地平線があらわれないようにくっつけてやる必要があります。

もしも、このやり方が可能であるならば、過去へのタイムマシンをつくる事が出来るというのです。

下記に、ワームホールを使って過去にタイムトラベルする方法を述べています。

 

①ブラックホールを二つつなげて、ワームホールをつくります。2つのブラックホールは同じ時刻で繋がっています。

 

 

 

 

②A地点のブラックホールの入り口をその場に止めておいて、B地点にあるワームホールの入り口を光速近くの速さでCまで運動させてから、元のB地点まで戻します。

 

③アインシュタインの相対性理論によれば、光速やそれに近い速さで運動する物体の時間は遅れます。つまり、静止していたA地点の時刻に比べ、運動していたB地点の時刻は遅れてしまいます。

 

 

 

 

④B地点の入口を往復させ終わった時の時刻をPM19:00だとします。しかし、相対性理論により、B地点の時刻は遅れる為まだPM1:00です。
A地点の入り口にいた人が宇宙船に乗り、PM19:00に出発し、1時間かけてB地点に着き、B地点のワームホールの入り口に入ったとします。

 

 

 

 

 

⑤B地点のワームホールの入り口に入った時刻は、               この人にとってはPM20:00ですが、実際のB地点の時刻は、PM1:00から1時間経過したPM2:00であります。
2つのワームホールの入り口は同じ時刻で繋がっている為、B地点の入り口に入った人はA地点の入り口からPM2:00に飛び出してきます。
PM19:00に出発したはずが、過去にさかのぼってPM2:00に同じ場所に戻ってきたことになるのです。








 

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【月と地球の関係】地球の1日の長さはどんどん遅くなっている ~月が地球に及ぼす影響~

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私たちが住んでいる地球では、1日を24時間と定められています。

しかしながら、地球の1日の長さはすこしずつ長くなっているのです。

約46億年前に誕生したばかりの地球では、一日の長さは5~6時間しかなかったと言います。

一日の長さとは、地球が自転を1回するのに要する時間の事です。

地球の自転は長い年月をかけて少しずつ遅くなっているのです。

ではなぜ、地球の自転は遅くなるのでしょうか。



海水が地球にブレーキをかけている

地球の自転が遅くなる原因は月にあります。

地球のたった一つの衛星である月による「潮汐力」と、その潮汐力によって発生する「潮汐摩擦」がブレーキとなり、地球の自転を遅くしているのです。

潮汐力とは、重力の影響で物体が体積を変化させずに変形する現象の事であり、海の潮の満ち引きはその代表例となります。

月の重力によって引き起こされる潮汐力の強さは、地球の重力に比べると1000万分の一と小さいが、地球の表面を覆う海水にとっては影響される大きさの力となります。

月が真上に来た時、海水は月の潮汐力によって引き寄せられ、「満ち潮」となります。

そこから前後90度にあたる場所では、海水は月の方へ引き寄せられている為、「引き潮」となります。

海水は引き寄せられながらもその場にとどまろうとしますが、海底や海岸などの固体部分は回転(自転)を続けようとします。

このとき、液体部分(海水)と固体部分(海底や海岸)の間で摩擦が発生し、その摩擦がブレーキのように作用して地球の自転速度を遅らせてしまうわけです。

一日の時間のずれを「うるう秒」で調整する

「うるう秒」とは、地球の一日の長さを一定にする為に定期的に追加する時間(秒単位)の事です。

「うるう秒」の調整は、地球の回転の観測を行う国際機関である「国際地球回転・基準系事業」が決定しており、これを受けて世界で一斉に「うるう秒」の調整が行われています。

前回のうるう秒の調整は、平成27年7月1日に行われました。
午前8時59分59秒と午前9時00分00秒の間に「8時59分60秒」を挿入され、時間の調整がなされました。

このうるう秒の調整は、昭和47年7月1日から開始され、平成27年7月1日の調整で26回目の調整となります。

現代社会では、特に時間の精密さが問われます。

うるう秒の調整は、地球に生きる私たちにとって重要なのです。

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【過去、未来は決まっているのか】~時間の流れ、向き~

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私たちの住んでいるこの世界の時間が「過去」から「未来」に流れている事は、当たり前ですよね。

「過去」があるから、「今」があり、そして「未来」があるのですが、しかし、何故それが当たり前なのでしょうか。

何故、時間の流れは決まっているのでしょうか。

ニュートン力学においての時間の向き

私たちは、日常の出来事を当たり前と受け止めています。

ここで、日常の出来事の時間の流れを科学的に考えてみましょう。

ボールがA地点からB地点までバウンドしながら移動しています。(図参照)

しかし、この動画を逆再生したものを初めて観たとしたら、

A地点での運動が過去である事実を知らなければ、B地点からA地点への移動運動をしているボールと捉えてしまうかもしれません。

これは、このボールの運動を支配するニュートン力学が、「時間の向きを区別しない」からなのです。

時間の向きを区別しないだなんて、ピンときませんね。

 

では、「時間の向きを区別しない」のに、私たちは何故、過去から未来の時間の流れを取り違えたりしないのでしょうか。




エントロピー増大の法則

コーヒーにミルクを入れて飲む時、「ミルクを入れて混ぜる前の状態」が「過去」であり、「ミルクを混ぜた状態」が「未来」になりますよね。

混ぜる前の状態のコーヒーとミルクの原子や分子などの粒子は、きちんと並んでいました。

それが、コーヒーとミルクを混ぜると粒子は、混ざり合った状態になります。

この「粒子が混ざり合った状態」を「エントロピー」という数値で表し、この法則を「エントロピー増大の法則」といいます。

 

つまり、エントロピーが低い状態⇒「過去」、エントロピーが高い状態⇒「未来」となるのです。

では、時間の流れが絶対的に「過去」から「未来」に流れなくてはならないかと言えば、そうではありません。

ひとつひとつの分子の動きを時間反転させれば、逆向きの現象は起きるはずだとされます。

もしも、この宇宙で造られている粒子の運動全てを操作し、一斉に逆向きにする事が出来たなら、時間は、「未来」から「過去」へと流れる事になるでしょう。

しかしながら、そんな事は不可能ですね。

そんな事が出来てしまったとしたら、私たちはどんな行動をとるのでしょうか。

時間が逆転した事に違和感を覚えるよりも、むしろ、時間が逆転した事に気づかないまま日常を「当たり前」として送るのかもしれません。

それは想像の世界の話になりますが、そんなことが現実的に起きるとするならば、奇妙な話ですよね。

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