1秒未満で銀河を移動「ワームホール航法」の基礎理論を解説！！
ワームホール航法の基礎理論が発表されました。
3月9日に『Physical ReviewLetters』および『Physical Review D』に掲載された論文では、既存の物理学の常識を破らずに、ワームホール内部を航行し、銀河のあらゆる場所に1秒未満で到達する方法が提案されています。
ワームホール航法というと、なにやら怪しげな雰囲気を感じますが、論文が掲載され『Physical ReviewLetters』および『Physical Review 』誌は権威ある科学雑誌であり、信ぴょう性は高いでしょう。
つまり、ガチよりのガチな超光速理論というわけです。
有名な科学雑誌の査読に耐えた超光速理論とは、いったいどんなものなのでしょうか？
目次
- 人に安全なワームホール航法の基礎理論が発表！
- 1秒未満で銀河のあらゆる場所に移動できる
- 超光速時代の幕開けになるか？
人に安全なワームホール航法の基礎理論が発表！
ワームホールは1916年にアインシュタインの一般相対性理論の方程式にブラックホールの兄弟として現れる概念です。
しかし両者には大きな違いがあります。
ブラックホールが飲み込まれたら2度と出てこれない一方で、ワームホールには出口が存在すると考えられているからです。
この出口が別の星系や銀河にある場合、内部を通行することで光の速度を超えたかのような移動が可能になります。
そのためSFにおけるワームホールは一般的に、光の速度で何万年もかかる異なる地点をつないで瞬時に移動できる「旅の扉」として描かれます。
しかし真面目な物理学者たちは、ワームホールの内部を通ることは不可能だと考えていました。
「ワームホール内部を通過して出口に到達する」という前提において数学的な計算を行うと、負のエネルギーのような在り得ない存在が必要であると算出されるからです。
数学においてありえない結果（解）が算出される場合、前提が間違っているとされます。
しかし今回、マドリード・コンプルテンセ大学のサルセド氏らは3月9日に『Physical ReviewLetters』に掲載された論文において、ワームホールの内部を通過するのに、負のエネルギーを筆頭とした「在り得ない存在」を必要としないことを数学的に証明しました。
この結果は、通過可能なワームホールが存在することを主張します。
ただし、問題が1つありました。
サルセド氏らの提唱した数式を満たすワームホールは非常に小さく、量子レベルの微視的な通路だったのです。
量子レベルの大きさしかない通路では、人間が通過するのは不可能です。
しかし同じ3月9日に『Physical Review D』に掲載された別の論文では、理論上、人が安全にワームホール内部を通過できることが示されました。
論文が掲載された『Physical Review』は物理学において最も権威ある科学雑誌です。
この事実は、物理学界で最高の権威が、ワームホール航法について一定の評価を与えたことを示唆します。
そうなると気になるのが理論の内容です。
いったいどんなものなのでしょうか？
1秒未満で銀河のあらゆる場所に移動できる
なぜワームホール内部を人間が安全に通過できるのか？
鍵となったのはランドール・サンドラムモデルと呼ばれる理論です。
この理論は真空において素粒子が何もない場所から生成され、勝手に対消滅で消えていく現象を説明したものです。
モデルでは、素粒子の勝手な生成と消滅が起こる理由を、私たちの認識する4次元時空の宇宙はより高度な5次元に内包されており、5次元の空間を移動する素粒子が私たちの宇宙を単に通過したからだと定義します。
詳細な数式の説明は省きますが、この理論を元にワームホールを再定義すると、理論上、人間はわずか20gの負荷を感じるだけでワームホールを通過して、1秒未満の時間で銀河の至るとことに移動することが可能であることが示されました。
ただし、1秒未満に感じるのはワームホール内部を移動している人間だけであり、外部の人間にとっては数千年に匹敵するというウラシマ効果が発生するとのことです。
超光速時代の幕開けになるか？
今回行われた2つの研究により、ワームホール航法が物理学の常識に反せず、人間にとって安全に実現できることが示されました。
もしこの2つの論文が正しければ、ワームホールさえ生成できれば、人間は銀河全域に進出できることになるでしょう。
現在ワームホールの生成方法は不明ですが、兄弟であるブラックホールのほうは見通しが立ちそうです。
現在人類が稼働させている粒子加速器は、理論的に極小のブラックホールを生成できると考えられており、世界各地でブラックホールを生成するプロジェクトが進行しています。
粒子加速器で生成されるブラックホールは非常に小さい上に短時間で消滅すると考えられているため、地球や太陽系が飲み込まれてしまう可能性はわずかです。
遠い将来、ブラックホールに続いてワームホールも生成できれば、人類は本当に星々の海に漕ぎ出すことができるかもしれません。
参考文献
Physicists Propose New Idea for “Human-Safe” Wormholes
https://futurism.com/physicists-human-safe-wormholes
元論文
Traversable Wormholes in Einstein-Dirac-Maxwell Theory
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.101102#fulltext
Humanly traversable wormholes
https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.103.066007#fulltext
ライター
川勝康弘: ナゾロジー副編集長。 大学で研究生活を送ること10年と少し。 小説家としての活動履歴あり。 専門は生物学ですが、量子力学・社会学・医学・薬学なども担当します。 日々の記事作成は可能な限り、一次資料たる論文を元にするよう心がけています。 夢は最新科学をまとめて小学生用に本にすること。
編集者
やまがしゅんいち: 高等学校での理科教員を経て、現職に就く。ナゾロジーにて「身近な科学」をテーマにディレクションを行っています。アニメ・ゲームなどのインドア系と、登山・サイクリングなどのアウトドア系の趣味を両方嗜むお天気屋。乗り物やワクワクするガジェットも大好き。専門は化学。将来の夢はマッドサイエンティスト……？