【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/ 色々な物理現象を断片に数式化してきた歴史があったが、
それをやめて絶対的な基準を作ろうという考えのもとに量子論ができた
基準を作るにはこの世の最小単位を知ればいいということでプランク定数ができた
だが物質の最小単位は知れてもその運動は全く分からなかった
それどこか観測するまで上下どちらに運動しているのか分からなかったのである
これを元にハイゼンベルクが不確定性原理を作ったが、これが後に大論争になるのである >>334
だから、物理学科とか無縁な人間は読んでも無駄だとみなされてるんだろう
多少でも記事の内容を理解していれば題名のキーワードなんか絶対に予想できるし
ためしに著者名も掲載氏名と思いつくキーワードでぐぐってみたら一発で一番上に来た >>338
へーぇ
ワイは一般教養の物理学論で知識が止まっとるからな
そうなんや
ヒルベルトは物理学者より、数学者としての評価が高いのも、そんなことが関係しとるんやろか？ >>249
ホログラフィック宇宙論の土台を築いた天才物理学者であるレオナルドも
排水口に吸い込まれる金魚のたとえ話でブラックホールを説明したから
お前も基本は出来ているぞ。
(´・ω・｀) >>341
>だから、物理学科とか無縁な人間は読んでも無駄だとみなされてるんだろう
アホだな、物理学科卒の人間が物理の記事を眺めるなんざ当たり前過ぎて、
物理を勉強したわけでもない人間が物理の"中身"を語る事の
方が高級な訳で、論文を見たら、細部は理解できなくても、
大局の雰囲気は理解できる部分もある。
で結局、題名を書いてないから不親切と言った俺が【なぜ】アホかを
聞いてるんだが、それについておまえはほぼ何も答えてない。
日本語も出来ないようじゃ、せっかく物理を勉強しても、
知性が全然磨かれとらん証拠だな。 「裸の特異点」なんて書くから勘違いするだろ。
ちゃんと「素の特異点」にしておけ。 いい加減に特殊相対性理論も一般相対性理論もウソ理論だと気付けよ >>342
なんかウル覚えだけど、そのヒルベルトが先に発表したとやらの
論文には、ケアレスミスの部分があるんだけど、
それがアインシュタインの元からある論文のそれと一致、
それ以外にもアインシュタイン自身の些細な勘違いを
そのままヒルベルトが論文にしてたが、アインシュタインは
（盗作は自明なはずなのに）盗作行為には触れず、
親切にその思い違いをヒルベルトに訂正してあげたそうなｗｗ
だからヒルベルト自身には「盗作がアインシュタインにバレた」事は
伝わってる >>344
論文読んでも無駄な人間とみなされているんだろう、と言ってるだけで
俺は一言もアホなんていってないし、アホといってるのはずっとお前なんだが
まあ雰囲気は理解できるかもなんて言ってるようじゃやっぱり読ませたって無駄だろ
別に好きで読むのは止めないが、それなら自分で探すくらい文句を言わずにやれ
題名やurlがついてないくらいで原論文探せもしない人間が記事をアホ呼ばわりしているのが滑稽なんだよ >>342
ヒルベルトは一般相対論というよりも
電磁気学と重力の統一場を作ろうとしてたから失敗した
アインシュタインも後に同じテーマに挑んで失敗してる アインシュタインの統一理論は成功だか失敗だか判らんと思うが >>348
>論文読んでも無駄な人間とみなされているんだろう
無駄ではない理由も既に言ったはずだが
>まあ雰囲気は理解できるかもなんて言ってるようじゃやっぱり読ませたって無駄だろ
それはトートロジーであって根拠ではない
>題名やurlがついてないくらいで原論文探せもしない人間が記事を
>アホ呼ばわりしているのが滑稽なんだよ
そういや物理の本も、引用部分は雑誌の名前と巻号とページ数しか
書いてない事多いよな、このネット時代にほんとアホだわ
タコツボだから学内からアクセス出来る人しか想定してないんだろうな
数学ではありえない、紙と鉛筆さえあれば山奥に住んでようが
深い概念を発表出来る余地のあるほぼ最後の学問
数学では絶対にタイトルは書くよ、だから誰でも見つけやすい、
そしてだから豊かな発展がある ブラックホールの特異点は量子重力論が完成すれば説明できる現象だよ
ビッグバンの特異点の方が問題 >>329
思考に使う言語によっても論の展開がかわってくるしな
iPS細胞の多様性と言う部分では、日本語では多様性と言う1つの概念だけど、英語では2つの概念だし
研究者は2つ以上の言語で思考出来ることは物凄いアドバンテージかもしれんで >>356
そんな壮大な話じゃなくて箸と橋みたいなもん >>325
つーかマイナビの記事の下のほうに論文アブストのリンクあるし
査読前のやつならarXiv.orgで無料で読めるよ
https://arxiv.org/abs/1702.05490 >>352
全ての論文にどんどんアクセスできるようになったら
人工知能なんてどんどん新しい数式を捻り出すかもなあｗ 電磁場内において特殊相対論は近似値だが、より正確なのは波動方程式なのだよ >>359
サンクス。これ>>1とは別記事でしょ？
なので「題名書いて欲しいなー」とつぶやいたら
タコツボ野郎の「物理勉強してるだけで偉いぞ」野郎から
滑稽呼ばわりされちゃった。
naked singularityって言葉がタイトルに出て来てないね。
ちらっと見たけど、さすがに「数値結果をPCにぶっ込んだらそうなった」
的な論文だから、あまり物理的に思索的な感じもないし
正直薄っぺらいな >>361
たかが囲碁将棋の完全解析もできないコンピューターが
数理科学の理論を組み立てられるかね
無限のマス目をもつ碁盤で
ルール自体を作り変えながら碁を打つようなもんだぞ >>361
現在の人工知能ってのは「しらみつぶし」の探し方を
効率化させた代物に過ぎない。
【数学という価値】を1mmも創造できない。
何を隠そうこのブラックホール特異点の祖であるペンローズが
「皇帝と新しい心」という本で、AIと知性は似ても似つかない事を
刺激的に優しく語っている >>352
自分がスキルがなかったってだけなのに、よくそんな長々と言い訳が出来るなあ
なにが「豊かな発展がある」だよ
誰でも簡単に検索できる論文を探せないで、いざ親切な人がurlを張ったら
チラッと見ただけで「物理的に思索的な感じもないし正直薄っぺらいな」だって？>>363
やっぱり読ませても無駄、で正解だったろ >>359
ていうか物理のこの手の論文って
なんで見開きに左右に分けて書くの？
パソコン上で読みにくくね？？ 天才アインシュタインの理論も１００年保たなかったか
物理学の究極の定理はまだまだ遠い 正しい
マクスウェルの方程式
↓
波動方程式
間違い
マクスウェルの方程式
↓
特殊相対性理論 >>366
>自分がスキルがなかったってだけなのに
「スキル」がない事がなぜそんなに滑稽なんだ？？
本質はその「スキル」になどない。おまえはその些細な「スキル」で
マウンティングしてるだけ。どうせ実験系のバカだろ。
>誰でも簡単に検索できる論文を探せないで
その根拠を聞いたらおまえは「物理学科ならーー」的な事しかいってないだろ
>チラッと見ただけで「物理的に思索的な感じもないし正直薄っぺらいな」だって？
文句があるなら根拠を言ってみろよ
おまえなんか知識があるだけのただのアホだ
知識なんかいくらあっても意味がない、なにか新しい境地に
たどり着く事が学問を学ぶことの最終目標だ ペンローズ氏の本は深く物理学を学んでいない自分にも、難しいけど楽しく読める。
あとペンローズタイルは美しいな >>243
局所的な一般相対論が特殊相対論だよ
局面と接空間の関係 >>371
準結晶の話はマジキチ
抽象的な話でもなくむしろとても素朴な対象であるにも
関わらず、あれほどの宇宙の神秘さをごまかしくなく体感させてくれる
話はすごい 時間連続体仮説を受け入れれば
ブラックホールとビッグバンは
同じ特異点に >>359
>記事の下のほうに論文アブストのリンクあるし
よく見たらarxivのリンクちゃんと貼ってあったわｗｗ
他の関連記事のまだその下にあるね
サンクス >>370
ただスキルないだけじゃない
自分はスキルがないのに、他者には偉そうに講釈たれてるのが滑稽なんだよ
>>120からのくだりとか、マウンティングしたってるのはお前だろ
さして読んでもいない（仮に読んでも理解できもしない）論文を薄っぺらいと腐しておいて
どの口が「新しい境地にたどり着く事」なんて言うんだ
偉そうに言ってる内容とそのほかの言動が全く違うんだが、これを滑稽と言わずして何と言う？ >>272
いや、アレ元ネタのSFを知ってるとかなりニヤリと出来るんだよ
難点は一番魅力にかけるキャラを正ヒロインにしたことか >>368
そりゃ宇宙の真理が1億あるとしたら、今は2ぐらいしか理解出来てないんやろうしな >>382
アの主人公カップルは、放映当時から人気なかった。
ファンロードとかでネタにされていたけど。 >>381
>ただスキルないだけじゃない
>自分はスキルがないのに
それ循環論法だろ、実験系のアホが
些細なモノは些細なんだよ
おまえのその2行目は「スキル」が本質である事を証明して
初めて言えることだ
> >>120からのくだりとか、マウンティングしたってるのはお前だろ
おまえは幼稚園児か？？？？？？
大人だったら結論の連呼だけじゃなくて根拠を言えよ
>論文を薄っぺらいと腐しておいて
だから早くこの論文の重厚さをおまえが語ってくれよ
すぐに反論してやるから、おまえ小学生レベルだよ頭ン中
会話（根拠のやり取り）が一切できてない、実験系のアホだろ？？ｗ そうだったのか…！！
お前ら、こ、これは凄い発見だぞ！！
よくわからんけどw >>387
ホントだな、死語を改めて気づけるってすげえな 宇宙もこの世界も全て仮想現実
こんなくだらないこと考えても無駄 >>360
違うよ
ブラックホールは重力の特異点
対してビッグバン以前に重力は存在しない >>390
ほおおおおおおおーーん
でも結局ビッグバン発生の1/1000000秒後だかより前の
状態を知ろうと思えば量子重力（重力の特異点も？）は必要でしょ。
重力の特異点の話はビッグバンに含まれる？ >>385
スキルがないってのは記事中のヒントから論文を探すという簡単なことすら
出来なかったという客観的な事実なんだが、どこに循環論法の要素があるんだ
それに俺は実験系じゃないんだが、実験系を馬鹿にするような態度も
偉そうな発言内容と全く乖離しているな
俺はこの論文が重厚だともなんとも言っていないし、そんなのは全く関係ない
ろくに読んでもいない、そして読んでも理解できない論文についてあれこれ言うこと自体が
愚かで滑稽な真似だ、読ませるだけ無駄な人間だという意味のことは言った
それすらも理解できないのか >>391
現代物理を支える2大理論はパラドックスだらけ、ってこと >>392
重力ちゃん「私もド・ジったー！とか、（他の力より）全然よわいー！とかよく言われるし」 >>394
>簡単なことすら出来なかったという客観的な事実なんだが
アインシュタインは別にルービックキューブが上手な訳でもないし
センター試験で高得点が取れる訳でもない
それが簡単な事であろうがそれが些細ならば出来る必要などない
「簡単な事」は理由にならん。
>俺はこの論文が重厚だともなんとも言っていないし、そんなのは全く関係ない
じゃあ俺よりおまえはもう一つバカだな
俺は曲がりなりにも主張の根拠を具体的に語った。
おまえは俺がこの論文を薄っぺらいと発言した行為について
なんら具体的根拠を一切示せずに、外側だけでバカにしている。
おまえの言ってる事が正しいという根拠をおまえが語らない限り
おまえは自分の言ってる事を他人に理解してもらう事を放棄したのだよ >>404
存在可能だと立証したっちゅう話ではある ID:foOFHYA30
ｗｗｗｗｗｗ
ｗｗｗｗｗｗ >>390
ビッグバン前のインフレーション膨張で重力場が激しく揺らぐ、その揺らぎが原始重力波として観測されるはずって聞いたよ ID:P2VBJ8nS0
おいアスペの実験系のアホ－－
レス遅いと俺もう帰るで？？ 理論物理を学んでる学生が見てたらアドバイスするけど、
ID:foOFHYA30
みたいにはなるなよ
こうなると終わりだからなｗ ID:P2VBJ8nS0
逃げたか
おまえみたいな奴は偏差値教育の弊害の犠牲者や
ほなさいならーー AdS/CFT対応で現実世界において何か意味があるかもしれないということ？ >>393
ビッグバンに重力の特異点は基本的に関係ないよ l''!,彡⌒ ミ
| |(´･ω･｀)
＼ ヽ
| ･ ･.| |
| .,,;,. | |
| i● |ﾘ
↑
特異点 >>414
でもビッグバンがある一点から生まれたのなら
この全宇宙の質量全てがそこにあるのだから
まさに重力の特異点と同じ状態じゃないの？
というかそんなぎゅうぎゅう詰めのモノを
開放させるだけの力がよく働いたなぁよく分からん >>416
なんやおまえも会話できんタイプか
理論物理やってるとかあんま言わんほうがええで
おまえのせいで「理論物理やってるやつってこの程度か」
って理論物理が世間からバカにされるから >>402
自分で「このネット時代に」と書いてるだろう
「このネット時代に」付帯情報から論文を探せない、それすらできないなら
スキルが決定的に欠如してるんだよ
ルービックキューブできないのとは訳が違う、ほんとアホかと
後半については、心配しないでもお前以外は理解してるから大丈夫
それとパっと眺めた論文の感想なんか根拠でもなんでもないんだよ
チラシのうしろにでも書いとけ >>424
俺は理論物理なんか学んでねえし
というか会話のできんしようともしないアホはつまらん
さいなら >>426
>自分で「このネット時代に」と書いてるだろう
幼稚園児みたいな言葉遊びだなぁ。
タイトルを書きゃしまいなだけだろ、そんな無用な検索技術は本質じゃない。
書きゃいいだけのモノを書いてない方が（書いてないなら）アホ
>心配しないでもお前以外は理解してるから大丈夫
いやだからそれを他人に理解してもらう権利はおまえにはない
根拠を語ってないから
>それとパっと眺めた論文の感想なんか根拠でもなんでもないんだよ
俺は感想を根拠を添えて言ったんだよ、もういいわ消えろアスペ 難しくてよく分からないけど、皆んなが一斉に裸になればドラえもんが出てくるって事？ >>428
古典力学なんかよりは初等整数論の方が
何百倍も輝きがあるだろうなぁ 宇宙のスレだというのに、虚栄心や俺の勝ちやら
人間は小さいなぁ >>418
質量が誕生する前のことだよ
重力の特異点とは別
そもそも仕組みがまったく違う 物理スレで古典力学より整数論だって
二重で皮肉がわからないのかよｗ >>429
> ちらっと見たけど、さすがに「数値結果をPCにぶっ込んだらそうなった」
> 的な論文だから、あまり物理的に思索的な感じもないし
これのどこが根拠なんだよ
全体がただの感想だ
なにをどう計算したかも理解していない段階でわかったような顔でまとめたがる
こんな人間は論文を読ませる価値無し >>431
数学できるなら、力学、熱力学あたりまでは勉強すればちゃんと納得できるし面白いよ
俺は熱力学が好き。量子力学は正直よくわからん >>433
そうかーーー質量が生まれたのっていつ頃だろう
少なくとも質量が生まれるずっと以前の状態も既に詳しく
分かってるだろうから
ビッグバン誕生の過程の"ブラックボックス部分"には質量はまだ
誕生してなかったのかぁああ
じゃあなんで量子重力が必要になるのだろう、
なんかなんとなく勉強になりましたありがとう ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
