私たちは皆、ルールを知っています。
いかなる理由であれ、いかなる手段であれ、過去にタイムスリップした場合、子孫を残す機会が得られる前に自分の祖父を見つけて殺害しては絶対にいけません。
そうすることは宇宙を破壊することになります。なぜなら、もしあなたのおじいさんが子孫を残さなければ、あなたは生まれず、時間を遡って祖父を殺すこともできないからです。
宇宙がこの難題をどのように解決するかはまったく不明です。おそらく、物理法則がそもそもそれが起こらないようにするだけかもしれません。スティーブン・ホーキング博士はそう言いました。
しかし今日は良いニュースがあります。物理学者たちは、この危機を回避する数学的な方法を発見しました。小さな問題が 1 つだけあります。彼らの解決策は不安定性をもたらし、時空構造に小さな乱れを引き起こし、指数関数的に増大する可能性があります。
ああ、よかった。
ホーキング博士は 1992 年に、逆方向のタイムトラベルが可能なのかどうかという問題を調査するために、年代保護予想を提案しました。この予想では、「物理法則では、時間のような閉じた曲線の出現は許可されない」と述べられています。
問題は、ホーキング博士の計算は彼の予想を裏付けていたものの、宇宙が実際にその予想を強制していることを物理学者たちがまだ確立していないことです。
アインシュタインの一般相対性理論は、重力に関する私たちの最良の説明であり、明らかに独特な時空の配置を可能にします。その中には時間のような閉じた曲線、つまり少なくとも数学的には旅行者を自分の過去に導くことができる時空を通る経路があります。
そのような経路が物理宇宙に実際に存在し得るかどうかは、まったく別の問題です。
ホーキング博士は、量子効果によってそれらの形成が妨げられるのではないかと考えました。しかし、そのメカニズムが何であるかを最終的に特定できた人は誰もいません。
ニューハンプシャー大学の物理学者ムスタファ・イスマイル氏とデビッド・マッティングリー氏は、重力そのものに答えがあるのではないかと考えた。結局のところ、重力の数学によってタイムループの存在が許容されるのであれば、おそらく重力の別の定式化によってタイムループを防ぐことができるでしょう。
さて、重力について理解する必要があることがあります。一般相対性理論は、それを説明するために私たちが現在持っている最良の枠組みですが、それを説明するために私たちが持っている唯一の枠組みではありません。
一般相対性理論では、時空には、距離と時間間隔を決定する距離と呼ばれるものによって記述される幾何学構造と、その幾何学構造の中を移動するときに方向がどのように変化するかを記述する数学的関係があります。この 2 つは特定の方法でリンクされています。
メトリック アフィン重力と呼ばれる重力の代替フレームワークは、その関係を緩和し、メトリックと接続がより独立して動作できるようにします。
イスマイル氏とマッティングリー氏が工夫の余地を見つけたのはここだ。
彼らは、計量アフィン重力を使用して、時空に時間の方向が組み込まれているモデルを構築しました。適切な条件下では、時間は旅行者が時空を通過できるあらゆる経路に沿って常に前進し、自分の過去にループバックすることは不可能になります。
彼らはこのモデルを Metric-Affine Gravity Imusing Chronology と名付けました。それは正しい。魔法。
ここまでは順調ですよね？
良い。
一般相対性理論では、重力は 2 つの異なる方法で変動する可能性があり、これは重力波が空間を伸ばしたり圧迫したりする 2 つの方法に対応しています。
MAGIC は、重力を変動させる 3 番目の方法であるスカラー モードを導入します。そして、私たちが知っているように、スカラー モードは現実とあまりうまく調和しません。
研究者らが研究した宇宙背景では、勾配不安定性と呼ばれるものに悩まされています。 MAGIC のスカラー モードの外乱は、通常の安定した波のように伝播するのではなく、指数関数的に増大する可能性があり、波長が短いほどより速く増大します。
これは、現在の形式では MAGIC が宇宙の安定した記述を提供できないことを意味します。
それが、MAGIC を実行可能な重力理論にするための最大の障害です。小さいものもいくつかあります。
まず、MAGIC はローカルでの年代保護の条件を確立するだけです。
時間が宇宙のどこでもループバックできないことを保証するために、研究者らは時空の全体的な構造について、まだモデル自体から導かれていない追加の仮定を立てる必要がある。
したがって、彼らは MAGIC でタイム ループを防ぐことはできますが、タイム ループ防止が MAGIC 自体に組み込まれていることをまだ示していません。
第二に、MAGIC は、時空を適切に記述することが不可能になるような方法で計量が崩れるのを防ぐように設計されています。ただし、この安全策はあらゆる状況で機能するわけではありません。
これらの故障が実際に MAGIC で発生するかどうかはわかりませんが、研究者らは実際に発生することを実証していません。しかし、可能性を排除したわけでもありません。
したがって、特定のことを実行できるように設計されたフレームワークがありますが、必ずしも特定のことを実行できるわけではありません。
でも大丈夫です。 MAGIC が最終的な答えになるはずがないからです。これは、年代の保護がどのように重力に組み込まれるかを示す興味深いデモンストレーションであり、研究の方向への一歩であり、まだ実用的な解決策ではありません。
そして、その一歩を踏み出したことで、研究者たちは次にどこに進むべきかについてより明確なアイデアを得ることができました。
「時間的な閉じた射影モードを失わずにスカラーを安定させることは、現象学的完成に向けた自然な次のステップである」と彼らは書いている。
だからおじいちゃんにしっかり座るように言ってください。物理学者は、タイムトラベルしてルールを破る孫たちから彼のベーコンを救う方法をまだ見つけられるかもしれない。
この研究は、 物理的レビュー D。
この記事はフィオナ マクドナルドによって事実確認され、フィオナ マクドナルドによって編集されました。私たちは自分たちのプロセスに誇りを持っていますが、私たちはただの人間です。間違いを見つけた場合はお知らせください。
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