2023.10.06

BigThink要約:全ての理論の問題点

marugotoyoten

アメリカの理論宇宙物理学者、バーナードカレッジの物理学と天文学の教授であるジャンナ・J・レヴィンが「全ての理論の問題点」について語りました。この動画の要点と要約をまとめました

スピーカー

ジャンナ・J・レヴィン

専門分野:宇宙論、ブラックホール、カオス理論
経歴:バーナードカレッジで学士号を取得し、MITで博士号を取得。宇宙の非自明なトポロジーによる有限の大きさの証拠を探す研究を行っています。また、ブラックホールとカオス理論にも取り組んでいます。2004年にバーナードカレッジの教員となり、現在はクレア・トウ教授を務めています。

３つの要点

要点１
物理学の世界では、複雑さの中から単純さを見つけ出すことが重要である。
要点２
ブラックホールの探索は、量子力学と重力の統一を研究するための魅力的なオブジェクトである。
要点３
重力の統一は、物理学の統一の限界に挑戦する課題であり、重力の本質を再評価する必要がある。

要約

物理学における単純さの追求
物理学の世界では、複雑さの中から単純さを見つけ出すことを目指しています。私たちは、宇宙がたった一つの数学的な法則で理解できると信じています。しかし、重力という力はその課題となっています。重力は量子力学と統一されることを拒んでおり、量子力学は非常に小さなスケールでの粒子の振る舞いを説明する理論です。物理学者たちは重力を含む「万物の理論」を探し求めてきましたが、現時点ではそれは手に入りませんでした。私たちの究極の目標は、量子力学と重力を組み合わせて、宇宙を微視的なスケールと巨視的なスケールの両方で理解することです。

ブラックホールの探索
ブラックホールは、量子力学と重力の統一を研究する絶好の機会を提供する魅力的なオブジェクトです。ブラックホールの存在下では、重力は非常に強くなり、時空の構造が曲がります。これによって量子現象が引き起こされます。しかし、我々は量子力学の原理を用いて重力を理解し説明することには成功していません。ほとんどの人々がブラックホールに直面することはないでしょうが、私たちのブラックホールに関する知識は、コペルニクスが地球が太陽の周りを公転していることを発見した時と同様に、私たちの世界の見方を変えました。もし私たちが量子重力を理解できれば、すべての既知の力を統合した理論を作り出すことができるかもしれません。

統一の課題
理論物理学の分野では、力の統一に成功してきました。例えば、私たちは電磁気を物質の振る舞いを記述する力に統一しました。しかし、物質と重力を統一するという究極の目標は達成できないかもしれません。クルト・ゲーデルやアラン・チューリングなどの数学者は、ある数学的な事実が真であることを証明することができないと示しました。この認識は物理学者たちにも広がりつつあり、統一の限界について疑問を抱かせています。重力の基本的な性質を再評価する時が来たのかもしれません。

重力の本質の再評価
重力が統一に抵抗することは、私たちの現在の理解に何か根本的に間違っているということを示しているかもしれません。一部の物理学者は、「万物の理論」を執拗に探し続ける代わりに、重力の本質自体を再評価することに焦点を当てるべきだと提案しています。この視点の転換は統一の限界を認識し、物理的な世界の理解を再構築するための新たな可能性を開くものです。重力の本質を問いただし、探求することで、私たちは物理的な世界の理解を変える新たな洞察を見つけるかもしれません。

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