タイムスケープ宇宙論とは?

タイムスケープ宇宙論とは、時間と空間が従来の一方向的な流れではなく、観測者の視点によって多様な可能性を持つとする新しい考え方です。この理論は、現代物理学や量子力学の進展に基づいており、私たちが認識する「現在」「過去」「未来」が固定的ではなく、相互に影響し合うことを示唆しています。



ダークエネルギーもダークマターも一挙に解明?

2024年12月19日、ニュージーランド・カンタベリー大の大学院生アントニア・セイファート氏らの研究グループは、これまでのIa型超新星のデータを調べ直した結果を発表しました。

 Ia型超新星のデータは、そもそも1990年代に宇宙の加速膨張という結論を導くのに使われたものです。現在では超新星のサンプルはさらに増えています。

 セイファート氏らは超新星データを説明するモデルとして、フリードマン方程式の単純な解ではなく、「タイムスケープモデル」というカッコいい名前のモデルを使いました。

 タイムスケープモデルとは、ざっくりいうと、宇宙には物質が均等に散らばっているのではなく、濃いところと薄いところがある、というモデルです。そして私たちの住む天の川銀河は物質の濃いところにあります。物質の濃いところは重力源なので、私たちは重力源にいて、そこから宇宙を観測していることになります。

 そして一般相対性理論によると、重力源(の近く)では、時間がゆっくり流れ、宇宙膨張にもムラが生じます。また重力源から離れた、物質の薄いところで発せられた光は、重力源の近くの観測者にとっては、波長が短く、振動数が高く観測されます。

 セイファート氏らの見積もりだと、この効果は結構大きく、超新星のデータをうまく説明できるといいます。宇宙が加速膨張していないと仮定しても、物質のムラだけで、観測と合うというのです。

 そればかりではありません。宇宙にはダークエネルギーの他、「ダークマター」と呼ばれるこれまた正体不明の何かが大量にあることが知られていて、天文研究者の100年来の悩み(と飯)の種となっています。タイムスケープモデルは一石二鳥でダークマター問題も解決する可能性があるといいます。

引用元 : ダークエネルギーもダークマターも一挙に解明?「タイムスケープ宇宙論」とはなんだ 既存の標準宇宙論とどちらが正しいのか、宇宙論のコペルニクス的転換となるか(3/4) | JBpress (ジェイビープレス)

タイムスケープモデルとは何か?

ダークマター、ガス、銀河、星団、超銀河団などの物質は宇宙全体に均一に広がっているわけではない。

しかし、ラムダCDMモデルでは、宇宙は均質かつ等方性であると想定されている。つまり、宇宙規模では、物質の分布は滑らかで均一に見える。全体の規模が壮大なため、塊や隙間があったとしても、取るに足らないものと考えられている。

対照的に、タイムスケープモデルでは、物質の不均一な分布を考慮に入れている。銀河、星団、フィラメント、そして広大な宇宙の空洞からなる複雑な宇宙の網が、宇宙の膨張の解釈方法に直接影響していることを示唆している。

これは、宇宙が均等に広がっていないことを意味する。

タイムスケープモデルによると、宇宙の膨張率は、密度に応じてさまざまな領域で異なっている。

タイムスケープモデルの重要なパラメーターは「空隙率」である。これは、膨張する空隙が占める空間の割合を定量化する。

重力により、空隙は密度の高い部分よりも速く膨張する。空隙には膨張を抑える物質が少ないため、空間は邪魔者なく自由に膨張できる。これにより、ラムダCDMのダークエネルギーに起因する加速膨張を模倣できる平均効果が生まれる。

つまり、タイムスケープモデルで考えると、人間だけが宇宙の膨張が加速しているように見えているのかもしれない。膨張速度は、宇宙のどこにいるかによって異なってくる。

引用元 : 【The Conversation】 もし本当なら大変なことに―ダークエネルギーは存在しない、新しい超新星の研究が主張|大洋州コラム&リポート|Science Portal Oceania 大洋州(オーストラリア、ニュージーランド等)の科学技術の今を伝える

タイムスケープ宇宙論は、時間と空間の本質的な性質について独自の視点を提供する理論的アプローチ

  1. 時間の非線形性
  • 時間を直線的ではなく、多次元的な現象として捉える
  • 過去、現在、未来が同時に存在する可能性を探求
  1. 量子力学との関連
  • 量子力学の観測者効果と時間認識の関係を重視
  • 意識が時間の流れに影響を与える可能性を示唆
  1. 主な理論的前提
  • 時間は固定された概念ではなく、流動的で可変的
  • 観測者の意識が現実の構築に重要な役割を果たす
  1. 科学的挑戦
  • 従来の物理学モデルに対する革新的な視点
  • 実証は困難だが、理論的な探求として注目

この理論は、時間と現実の本質について従来とは異なる理解を提供する興味深い知的探求です。