This is the Japanese translation of this site.
ブライアン・ミラー
2022/11/7 6:45
最近、YouTubeチャンネル『Closer to Truth』で、ロバート・ローレンス・クーンは、物理学者ポール・スタインハートに彼のサイクリック宇宙論モデルについてインタビューしています。このモデルは、宇宙に始まりがあることの哲学的な含意を避けることができるので、無神論者にとって非常に魅力的であることが証明されています。私は以前、このモデルが実際にはなぜ始まりを回避しないのか、また、生命を許容する宇宙を生成するためにどのように高レベルなファインチューニングが必要なのかについて書きました (こちら、こちら)。この最近のインタビューで改めて私に衝撃を与えたのは、このモデルが何ら経験的証拠に裏付けられない仮定を何重にも重ねていることです。
インフレーション宇宙論の放棄
スタインハートは、宇宙論において最も興味深く、影響力のある人物の一人です。彼はインフレーション宇宙論の最初の立案者の一人でした。彼は後に、『Scientific American』の記事「Pop Goes the Universe」で詳述している理由により、この理論を否定しました。彼は、インフレーション理論の最も単純で扱いやすいバージョンの主要な予測はすべて失敗していると論じました。そして、現在のバージョンは、あまりにも不自然で、ほとんどすべてのデータに適合できるような柔軟性があり、本当の説明力を持たないのです。
よくある誤解は、実験は理論を反証するために使われる、というものだ。実際には、失敗した理論は、それを修復しようとする試みによって、実験に対してますます免疫ができてくる。その理論は、新しい観測結果に適合させるために、より高度に調整されて難解になり、その説明力が低下して、もはや追求されなくなる状態に至る。・・・マルチメスのような理論は何も除外せず、それ故に力はゼロである。
基本的な枠組み
スタインハートは、自身の宇宙論のサイクリックモデルが、インフレーション宇宙論の落とし穴の多くを回避し、私たちの宇宙の構造をより良く説明できると提唱しています。彼の理論の基本的な枠組みには次の要素が含まれます。
- 私たちの宇宙は、高次元空間に存在する多次元ブレーンに存在し、そこには他の宇宙を宿す他の平行ブレーンが含まれます。
- そのブレーンは、ブレーン間に働く引力のために周期的に衝突しています。
- その衝突の結果、ブレーンにおいてビッグバン事象が起こります。そのとき、衝突のエネルギーのためにブレーン内の宇宙が膨張し、収縮する宇宙が膨張する宇宙へバウンスします。ブレーンは元の分離した状態に戻ります。
- この衝突はエネルギーをスカラー場に伝達します。その後、そのエネルギーはスカラー場から伝達され、宇宙を一様に満たす物質とエネルギーが生産されます。
- 宇宙は標準的なビッグバン宇宙論のように膨張し、宇宙が冷えるにつれて銀河、星、惑星が形成されます。
- 宇宙の膨張は次第に加速されます。
- 膨張の段階が終わると、宇宙はゆっくりと収縮を始めます。ゆっくりとした収縮は、宇宙を平坦にします。
- 収縮はバウンスで終わり、宇宙は再び膨張し、新しいサイクルが始まります。
- 膨張、収縮、バウンスは、ブレーン間の距離に対応する値のスカラー場のエネルギーによって導かれます。
多数の仮定
サイクリック宇宙モデルは、宇宙背景放射がほぼ一様であることや空間の曲率がないことなど、私たちの宇宙の特徴を他のモデルと同様に説明できるとされていますが、それは数々の推測的仮定に頼ることによってのみ可能です。この枠組み全体は、多くの物理学者が真剣に疑問を呈し始めている超弦理論に基づいています (こちら、こちら)。別の宇宙を含む平行多次元ブレーンの存在も仮定していますが、これはたとえ真実であっても、超弦理論の応用としては疑問が残ります。星や惑星を持つ銀河を誕生させるような適度な不均質性を持った宇宙を生成するには、ブレーン同士の衝突がちょうどよい具合に発生しなければなりません。
仮にこれらの仮定がすべて正しかったとしても、バウンスに要求されるファインチューニングのレベルは計り知れません。宇宙学者のアンドレイ・リンデは、このモデルの初期バージョンについて次のように述べています。
量子ゆらぎの初期振幅を宇宙の観測可能な部分に対応するスケールで評価すると、ブレーンは10-60以上の精度で、ブレーン間の距離の1030倍大きいスケールで互いに平行でなければならないことがわかる。
加えて、仮にブレーンが存在し、適切に衝突していたとしても、そのような高度に調整された膨張、収縮、バウンスの力学を正当化するには、非常に特殊なスカラー場を仮定する必要があります。その値はブレーン間の距離に依存し、そのエネルギーは非常に特殊な数学的形式で記述されなければなりません。また、そのスカラー場からエネルギーを伝達して、一般的な物質やエネルギーを産生するには、スカラー場と物質やエネルギーの根底にある場が適切に結合している必要があります。
皮肉なことに、インフレーション宇宙論へのスタインハートの批判は、彼自身の理論にも同じように当てはまる可能性が高いのです。この理論の本質的な構成要素のどれをとっても、経験的な証拠はありません。スタインハートのモデルにある多くのアドホックな特徴は、微細調整されたパラメータと初期条件を適切に選択すれば、どのような観測データも説明できるほど柔軟であるようです。そして、この枠組み全体の基盤を形成している超弦理論の唯一の検証可能な予測は失敗しています。サイクリック宇宙論が宇宙の構造について説得力のある説明を提供するという主張は、ほとんどの宇宙学者によって、良く言っても疑わしいと考えられています。
より単純な説明
私たちの宇宙について最も明白な結論は、生命を支える目的で宇宙をデザインした超越的な精神によって創造されたというものです。この仮説は、私たちの惑星系や生命全体に見られるデザインの証拠によって、さらに支持されます。デザインという結論を否定するために、科学者たちは、マルチバースや神秘的な場、その他の荒唐無稽な推測に満ちた、最も難解で不自然な理論を提案せざるを得なくなりました。このような多くの科学者の努力は、彼らの唯物論的な枠組みからすれば、完全に合理的です。しかし、証拠を正直に評価すれば、ある時点で彼らの哲学的な前提を疑う気になるはずです。
