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ケンブリッジ大学の研究チームは、アインシュタインの一般相対性理論が成り立たなくなる「裸の特異点(Naked Singularity)」が、4次元時空(空間3次元＋時間1次元)において存在できるとする研究結果を発表した。これまで、5次元以上の高次元空間については裸の特異点が存在する可能性が指摘されていたが、私たちの住んでいるこの宇宙と同レベルの次元であっても裸の特異点が存在しうることを示すシミュレーション結果が得られたのは今回がはじめてであるという。研究論文は、物理学誌「Physical Review Letters」に掲載された。
ラックホールの内部では質量が中心の一点に集中しており、この点では、密度と時空の曲率が無限大になると考えられている。そこでは、無限大の密度などを計算で扱うことができないため、アインシュタインの一般相対性理論を含む既存の物理法則が成り立たなくなる。このように無限大の出現によって物理法則が破綻する点は「特異点」と呼ばれる。
一方、ブラックホールに吸い込まれると強い重力場にとらえられ、光でさえも戻ってこられなくなるとされている。光が戻れなくなる地点(ブラックホールの内部と外部の境界面)は「事象の地平面」と呼ばれる。ブラックホールの内部で起きた出来事は外部からは観測できず、外部の宇宙に対しては因果関係をもたないとみなせる。
したがって、特異点が存在したとしても、それがブラックホールの内部にあるかぎりは外側の世界には影響がないと考えることができる。物理法則が成り立たない場所が宇宙の中に存在しているのは都合が悪いが、そのような不都合な場所は、上手い具合に事象の地平面によって周囲から覆い隠されているようにみえる。この考え方を「宇宙検閲官仮説(cosmic censorship conjecture)」という。物理学者のロジャー・ペンローズらによって提唱された。
宇宙検閲官仮説がどんな場合でも必ず成り立つかどうかは、議論が分かれるところであり、特異点が隠されずにむき出しの状態で存在する「裸の特異点」についてもさまざまな検討が行われている。
特殊な時空の条件を考えた場合には、裸の特異点が存在可能になるとする研究はいろいろと出てきており、たとえば、2016年にケンブリッジ大学のチームがスパコンを使って行ったシミュレーションでは、5次元空間上に存在する環状のブラックホールでは裸の特異点が形成されるという結果が出ている。
今回の研究が注目されるのは、5次元以上の高次元空間ではなく、私たちの宇宙と同じ次元レベルである4次元時空でも裸の特異点が存在しうると示されたところにある。ただし、この宇宙とまったく同じ性質をもつ時空というわけではなく、時空の曲率が負である「反ド・ジッター空間」という条件がついている。
観測されている実際の宇宙は、曲率がほぼゼロの平坦な時空構造であるとされており、負の曲率をもつ反ド・ジッター空間とはかなり異なっている。反ド・ジッター空間のイメージは、下図のように乗馬の鞍のような形に時空が歪曲した宇宙である。
反ド・ジッター空間の特徴として、ある点から出発した光が直進していくと、最終的にもとの場所に戻ってくるという性質がある。これは光が反射して帰ってくる境界面をもっているともいえる。研究チームは、この境界面における自由度を利用することで、系にエネルギーを加えたときに裸の特異点が形成されることをシミュレーションによって示したとする。
研究チームのJorge E. Santos氏は「今回示された裸の特異点は、シミュレーション内に荷電粒子を加えた場合には消滅するようにみえる」と話し、この問題についてさらに調べているところであるという。
荷電粒子の問題は、宇宙検閲官仮説と量子重力理論における「弱い重力予想(weak gravity conjecture)」の間に何らかのつながりがあることを示唆するものであると考えられている。「弱い重力予想」とは、矛盾のない量子重力理論であれば、どんな理論であっても重力がもっとも弱い力として現れるとする仮説であり、十分な量の荷電粒子の存在が不可欠とされる。このため、反ド・ジッター空間においては、弱い重力予想における荷電粒子の存在によって特異点が消滅することで、宇宙検閲官仮説が維持されるのかもしれないという。
裸の特異点が存在できる宇宙モデルの研究は、重力理論と量子力学を統合する量子重力理論を完成させる上でも役立つと考えられている。
- 以下ドジっ子禁止
- >>2
なんだよ禁止なのかよ - クリトリスの事？
- 反ド・ジッタ―なら、AdS/CFT対応で共形場の理論にもっていけそう。
- とりあえず今ラーメン食べたい
- >>5
今卵入れたサッポロ一番塩食ったお - >>5
お前の胃はブラックホールか - ジョンタイター
- 特異点が相対論から出てきたことなのに相対論が破綻するとか意味わからん。
それが正しければ相対論そのものに致命的な欠陥があるということになるだろう。 - >>7
ゲージ場の量子論でのアノマリー相殺みたいなものなんじゃないの？ - >>7
そう言う話ではない
相対論が破綻してないから破綻してる点が特異点なんだから
特異点がでてきたからって相対論が破綻するわけではない - ＨＤＤより
ロシアのエンピツが有能だったってことでいい？ - >>1
＞反ド・ジッター空間ドジったー
- そんな何ミリセコンド存在するか分からんような時空のために新たな特殊理論を構築するんか。
もう理論物理学は終わってるな。 - これ2017年のニュースか。
現在はまた違った結論に達してそうだな。
- >>1
例外条件が増えるだけ( ﾟДﾟ) - なるほど
僕の考えとだいたい同じだ
やはりこれはこういうことだよね - >>1
これ、科学+板の範疇だろ…
どこに速報性があるんだ…？ - 真空報告官大運動会
- 90年代以降のSF小説がつまらなくなったのはこういう屁理屈をアイディアとして
取り入れるようになったから。グレッグ・イーガンなんかが戦犯かな - >>1
ブラックホールの内部で起きた出来事は外部からは観測できず、外部の宇宙に対しては因果関係をもたないとみなせる・・観測できないから因果関係持たないっていうバカ理論はそろそろ捨てろや - >>1
ノノの特異点くださいな - 検察官というか管理者的なモノ？概念？が
ブラックホールの内部に居る
光とかエネルギーよりもっと抽象的な概念で宇宙全体に影響を与えている - 裸の大将なら芦屋さんの顔が思い浮かぶが
裸の特異点と言われても・・・ - 裸の特異点（みなこ）
- 一方、ブラックホールに吸い込まれると強い重力場にとらえられ、光でさえも戻ってこられなくなるとされている。
光が戻れなくなる地点(ブラックホールの内部と外部の境界面)は「事象の地平面」と呼ばれる。
ブラックホールの内部で起きた出来事は外部からは観測できず、外部の宇宙に対しては因果関係をもたないとみなせる。したがって、特異点が存在したとしても、それがブラックホールの内部にあるかぎりは外側の世界には影響がないと考えることができる。
物理法則が成り立たない場所が宇宙の中に存在しているのは都合が悪いが、そのような不都合な場所は、
上手い具合に事象の地平面によって周囲から覆い隠されているようにみえる。
この考え方を「宇宙検閲官仮説(cosmic censorship conjecture)」という。物理学者のロジャー・ペンローズらによって提唱された。ここでわかってしまった
アインシュタインの方が正しい
そんなブラックボックスは存在しない - ＞裸の特異点
最近東京で目撃されてるやつ？
夜の公園とか住宅街で - 物理法則が成立しなくなると言っても限定された状況だけか
何か逃げをうってるような感じ
シンプルで美しい法則ですべてが説明できるという思い込みみたいな - 裸の特異点と、宇宙ビデ倫仮説のほうがピンとくる。
- 諸星大二郎のギャグ漫画に「ど次元」ってのがあったな
- >>1
＞この考え方を「宇宙検閲官仮説(cosmic censorship conjecture)」という。物理学者のロジャー・ペンローズらによって提唱された。こいつアホだろ
物理学科卒の俺が言うが
くだらね～としか - この場合、むき出しの、と訳す方がしっくりくる
- ゲル化せずに済むのだな
- 相対性理論と量子力学をつなげるってことは、特異点としてブラックホールがででるだけで、実際は全ての粒子が特異点なんじゃないか？
- まあ 4次元だの 5次元の世界なんて実際に検証することは不可能なのだから
なんでも言った者勝ちだよな - よくわかりませんがJKの裸の特異点では
僕のブラックホールがボソンジャンプします - 学者って基本スケベだよな
- 特異点、崩壊
- 妄想癖すごい
- たまに全裸のおじさんがいるのはそのためか。
- > 反ド・ジッター空間
まぬけ時空とどちらが凄いですか？ - トップをねらえ！２ のやつか
- ノノの裸の特異点くださいな
- 宇宙検閲官に裸にされるんですね
- 白い闇の中で密かに時は流れて
- いや～ん
- ハーイwアインシュタイン憤死するなwww
ざまぁみろ思ってしまうwww
相対性理論の根本的計算が狂ったね。
やはり数学は駄目だ - ぁぁ、これは先月の学会でもサウスミッドランド大学の
チェースアミルトン教授が発表してたよね。
【物理学】「宇宙検閲官仮説」相対性理論を破綻させる「裸の特異点」は存在可能 – ケンブリッジ大
ニュー速＋
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