【宇宙】相対性理論を破綻させる「裸の特異点」は存在可能 - ケンブリッジ大 ©2ch.net
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ケンブリッジ大学の研究チームは、アインシュタインの一般相対性理論が成り立たなくなる「裸の特異点(Naked Singularity)」が、4次元時空(空間3次元＋時間1次元)において存在できるとする研究結果を発表した。これまで、5次元以上の高次元空間については裸の特異点が存在する可能性が指摘されていたが、私たちの住んでいるこの宇宙と同レベルの次元であっても裸の特異点が存在しうることを示すシミュレーション結果が得られたのは今回がはじめてであるという。研究論文は、物理学誌「Physical Review Letters」に掲載された。
ブラックホールの内部では質量が中心の一点に集中しており、この点では、密度と時空の曲率が無限大になると考えられている。そこでは、無限大の密度などを計算で扱うことができないため、アインシュタインの一般相対性理論を含む既存の物理法則が成り立たなくなる。このように無限大の出現によって物理法則が破綻する点は「特異点」と呼ばれる。
一方、ブラックホールに吸い込まれると強い重力場にとらえられ、光でさえも戻ってこられなくなるとされている。光が戻れなくなる地点(ブラックホールの内部と外部の境界面)は「事象の地平面」と呼ばれる。ブラックホールの内部で起きた出来事は外部からは観測できず、外部の宇宙に対しては因果関係をもたないとみなせる。
したがって、特異点が存在したとしても、それがブラックホールの内部にあるかぎりは外側の世界には影響がないと考えることができる。物理法則が成り立たない場所が宇宙の中に存在しているのは都合が悪いが、そのような不都合な場所は、上手い具合に事象の地平面によって周囲から覆い隠されているようにみえる。この考え方を「宇宙検閲官仮説(cosmic censorship conjecture)」という。物理学者のロジャー・ペンローズらによって提唱された。
宇宙検閲官仮説がどんな場合でも必ず成り立つかどうかは、議論が分かれるところであり、特異点が隠されずにむき出しの状態で存在する「裸の特異点」についてもさまざまな検討が行われている。
特殊な時空の条件を考えた場合には、裸の特異点が存在可能になるとする研究はいろいろと出てきており、たとえば、2016年にケンブリッジ大学のチームがスパコンを使って行ったシミュレーションでは、5次元空間上に存在する環状のブラックホールでは裸の特異点が形成されるという結果が出ている。
今回の研究が注目されるのは、5次元以上の高次元空間ではなく、私たちの宇宙と同じ次元レベルである4次元時空でも裸の特異点が存在しうると示されたところにある。ただし、この宇宙とまったく同じ性質をもつ時空というわけではなく、時空の曲率が負である「反ドジッター空間」という条件がついている。
観測されている実際の宇宙は、曲率がほぼゼロの平坦な時空構造であるとされており、負の曲率をもつ反ドジッター空間とはかなり異なっている。反ドジッター空間のイメージは、下図のように乗馬の鞍のような形に時空が歪曲した宇宙である。
平坦な3次元空間内にある2次元曲面として描いた場合の反ドジッター空間(Credit: Wikimedia Commons)
http://n.mynv.jp/news/2017/06/02/249/images/002l.jpg
反ドジッター空間の特徴として、ある点から出発した光が直進していくと、最終的にもとの場所に戻ってくるという性質がある。これは光が反射して帰ってくる境界面をもっているともいえる。研究チームは、この境界面における自由度を利用することで、系にエネルギーを加えたときに裸の特異点が形成されることをシミュレーションによって示したとする。
研究チームのJorge E. Santos氏は「今回示された裸の特異点は、シミュレーション内に荷電粒子を加えた場合には消滅するようにみえる」と話し、この問題についてさらに調べているところであるという。
荷電粒子の問題は、宇宙検閲官仮説と量子重力理論における「弱い重力予想(weak gravity conjecture)」の間に何らかのつながりがあることを示唆するものであると考えられている。「弱い重力予想」とは、矛盾のない量子重力理論であれば、どんな理論であっても重力がもっとも弱い力として現れるとする仮説であり、十分な量の荷電粒子の存在が不可欠とされる。このため、反ドジッター空間においては、弱い重力予想における荷電粒子の存在によって特異点が消滅することで、宇宙検閲官仮説が維持されるのかもしれないという。
裸の特異点が存在できる宇宙モデルの研究は、重力理論と量子力学を統合する量子重力理論を完成させる上でも役立つと考えられている。
http://news.mynavi.jp/news/2017/06/02/249/
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/（ﾘ ⌒ ●●⌒ ） 裸の特異点は、ありまぁす！
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＿ノ ｀ｰ ､. _ ,X､.＿,.-‐'´ だいたい物理学者の言うことは信用ならん
ダークマターなんてでっち上げるし >>1
よくわからん
フェルマーの最終定理で例えてくれ >>18
ときめくプロポーズを、あなたがくれた
時刻にもう一度 >>1
それはあくまでも半ドジッター空間を仮定しての結論でしかなく
半ドジッター空間そのものの存在性をまず議論しないことには
ただの空論で終わってしまう
そういった負特性を持った仮説はいくらでも出せるが、現実的に
その全てが存在し得るわけでは無い しかしアインシュタインほど物理学の連中を振り回した人間もいないな
たかが方程式なのに、聖書なんぞより神がかってる
無神論者の俺には愉快痛快ｗ 計算結果が無限大って要はエラーってことじゃないんか？ >>31
今でも物事は理屈じゃ無いんだよ、なんて屁理屈を平気で言う人がいるが
実は物事は全て理屈であるということをアインシュタイン博士は見事に証明してみせた
全ての事象を数式で表しそれを読み解くことによって人類史上今まで誰もが見ることが
できなかった世界をまざまざと見せつけてくれた
現代のテクノロジーの数々もアインシュタイン博士の見事な洞察があればこそ実現できたもの >>3
クパは特異^ ^
反ドジッター解の曲率はソーセージの両端を絞ったところ。
ここを高次元の点とすると
ソーセージの両端を好きなだけ線で結んだ数が次元^ ^
時間軸から他の高次元を見ると時間軸が圧縮されて点に見えるところが他の高次元の座標軸の原点。他の次元は放射線に見える。 >>1
AdS空間では、ってことだろ？
AdS空間で弱結合極限なら特異点はD-braneになるから、
当然と言えば当然
だが弱結合極限でないなら、特異点なんて量子補正が大きすぎて、古典力学では議論するのは無意味だろ >>35
過大評価もいいところだ。物理専攻じゃないだろ？
物理学者としての評価はむしろニールス・ボーアの方が上だぞ。 事象の地平の向こうでは一瞬で物理法則がすべて崩壊してるけど、
その崩壊の影響が外に出てくるまでに無限大にも等しい時間がかかる
つまり事象の地平のこちらがわの時間のスピードは、あちらがわよりずっと遅いので
現実には内側は現在進行形で崩壊してるけど、こっち側にその影響は宇宙が終わるまでこない ブラックホールとは反対に、マイナス無限大の空間曲率によってどんな物質もエネルギーも到達できない空間
そらあ特異点だわなあｗ >>40
どちらも立派
上も下も無い
双方がいてこその現代物理学 知的生命体が存在するなら宇宙の謎をどう答えるのか、問い出してみたい！ >>2
この次元にでも裸の世界があり得るって話じゃないの？ >>48
麺のないラーメンをラーメンだと言い張って、麺の腰がどうのこうのと言っているのと
同じだと思っておけば良い >>35
人間社会については理屈だけではどうにもならない
その事を付け加えて欲しいね >>52
人間も自然の一部であり、そこには必ず数理がある
ただしそれが解けるかどうかとは全く別の問題
要するにノンリニアの微分方程式と同じ 実はアインシュタインは相対性理論より、素粒子力学に力をいれたいた。 モーフリの番組、昨日は「無」がテーマだったなぁ
ちっとも分らなかった >>60
と最初は言われていて、良く探したらやっぱ有りましたってのが物理学の歴史。 重力が１点に集中するという仮定が間違っているんだな。仮にそうなら、太陽だって地球だって中心部には特異点が生まれていることになる。
結局ブラックホールも、他の天体の重力を受けながら、微妙に１点には集中しないのだろう。 >>１
＞下図のように乗馬の鞍のような形に
俺の知ってる乗馬の鞍の形ではなかった。鼓とか砂時計のほうが近いと思う 桂とミムジィのバカップルに翻弄されまくって命を落としたスレイとモームが不憫すぎる
オルソンを主人公にしておけば放送短縮もなかっただろうに
桂は大特異点で惨たらしく死んで拍手喝采 ま〜だ四次元とか言ってるのか
時間、距離、速度
絶対静止が存在しないならこれらはまったく同じものを意味することは小学生レベルでも分かるはず 数百年後には当時はこんなトンデモ科学を真面目に議論していた
みたいに教科書に載るんだろうな
人類が滅びてなければ >>69
例えばカシミール効果。
つか、大昔は例えばマイナスの数なんて数学上だけのことで、現実の物理世界には関係無いなんて言われてた。
虚数もそう。 >>69
おまえみたいなバカばかりだから日本の物理学って低調なんだよな。
>>65は常識だろうに。 おまえらの変態ぶりがアインシュタインを打ち砕いたのか 例えば、ポアンカレはアインシュタインよりはるか前にローレンツ変換を考え、光速度一定を主張していた。
ただ単なる数学のオモチャとして無視された。
（ポアンカレは死ぬまで相対性理論の発見者は自分だと主張していた。）
また、マックスウェルが電磁方程式を発表したとき、一部の優れた物理学者以外は「こんな数学のオモチャが何の役に立つ」と嘯いていた。
物理学の歴史はこう言うもん。 >>74
表現するのに便利というだけで関係はないぞ オームがオームの法則を発表したとき、彼は公衆の面前でバカ扱いされて嘲笑されたんだ。
正しく「こんな数学のオモチャが何の役に立つ。気でも触れたのか」ってね。
これが物理学の歴史なんだよ。 反ドジッター空間がまず、と言うか曲率の極性が理解できん。
三次元の空間が曲がる。
これは良くある空間の歪みの図のように二次元に落としてこんで仮に理解している。
グリッドの描かれた平面の布にボールを置いたように下に曲がってへこむ。
じゃあ反ドジッター空間ってのは上に持ち上がっているようなものか？ >>74
それで、板間の間隔が0になる装置はあるのかい？ 分からん。
あきら100%で例えるとどういうことですか？ 特異点なんか机上の数学空想、
質量無限大になるはるか前に光子を大量に放出して質量ゼロになるだけの話
再び光子「エネルギー」が質量になる逆行はエントロピー理論に似てありえない
ぬるま湯が熱湯と冷水に分かれるのと同じ時間の不可逆現象 机上の計算だけでこねてる間は様々な説がでてこようぞ。 ×相対性理論を破綻させる「裸の特異点」
○相対性理論が破綻する「裸の特異点」 ワケ ワカ ラン
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（ ・∀・） （ ・∀・） （ ・∀・）
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（＿（＿） （_＿）＿） 彡（_＿） 仮に地球を銀河の力で玩具のＢＢ弾程度まで圧縮しようとしてもその前にエネルギーになって散ってしまうよ
地球をブラックホールに見立てるとＢＢ弾の大きさに例えられるけど
そこまで圧縮する重力は発生しないと思う、発生しかけても途中で破綻するのがオチ 高校の時に進学校だったけどこの世は最低4次元(物理)と言ったら3次元(立体)だとバカにされた
そんな昔を思い出した つまりケンブリッジ大は「やおい穴は存在する」と言ってるんだよ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
