【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/ 物質がブラックホールに吸い込まれた場合、その物質は究極的にはどうなるのか
クオーク以下の素粒子に分解されるのか？
質量はあるが大きさがない謎の状態になるのか？ >>832
吸い込まれるまでに無限の時間がかかるので吸い込まれないだろう インターステラーのエクゼクティブプロデューサーのキップソーンは今年のノーベル物理学賞受賞が確実
ただし理論物理学者として実績ではなくLIGO実験のお金を集めた功績による >>831
まあでも視覚効果はすごいと思ったね
一昔前の宇宙物とは格段にリアリティがあった
しかし内容に深みがない
インターステラーは物理学にある程度準拠しつつも、普遍性のあるヒューマンドラマとして両立させてて味わい深いストーリーだった 最近
動物には日本語より英語の方が通じやすいことを個人的に発見した、ペットとの会話や躾に応用しよう
飼育していても言葉が通じないから困ることも多い、人間側の勝手な憶測で行動しても逆効果の場合がある >>827
結局天国と地獄の狭間でむくむく動いているのが生物
とは言っても地球重力の膜を打ち破る事が出来れば新しい地は太陽系って事になるわな
太陽系を離れるには知識の蓄積が必要だわな
なんぼ急速に科学技術が進歩しても生態が追い付かないから2000年くらいは必要なんじゃね
縄文式水瓶にちっちを入れて運ぶには
当然遺伝子工学とロボット技術を駆使しても >>833
それも分からんのだよ
光速に近づくほど時間は遅くなり、質量が増すのは分かるが、まさにその時の物質の状態が謎で 特異点と聞いただけで超時空世紀オーガスを思い出してしまう。
最終回がせつなかった。 >>830
見方を変えれば無限大が有限になるって話に収束するかと
垂直な線の傾き＝無限大に計算上はなるけど誰もその線に無限大を感じることはない しかし特異点というと一見馴染みがないが、ゼロ除算と聞くと小学生レベルの話なので、案外卑近な話なんだよな それにしても火星探査機の画像はすごいね、なんか稜線の先に街がありそう
セブンイレブン火星１号店出店も実現可能、アメリカ資本だし >>838
生まれた種と通信出来るんじゃね
タネに支配されている
それ以上でも以下でもない
かえるのこはかえる 我々が体験する「死」「破壊」はすべて他人の死「破壊」で実際に体験した者はいない
ブラックホール近辺で見かけ上は吸引が止まっているように見えるけど
実際は原子核以下まで濃縮されているか、その前にエネルギーに変化し重力圏外に拡散 福島原子炉のデブリを宇宙線で透視する装置があるそうだがどんな機構なのか知りたい ニュートリノ透視かと想像しているけれど、質量がゼロに近いなら
ブラックホールに吸い込まれても光子と惑星物質とは違う何らかの反応があるのではないか？ >>841
普通の小学生は「よい子の皆さん、ゼロで割ってはいけませんよ。わかりましたか？」「はーい！」で終わり。
塾へ行く子は、もっとドライ。 質問していい？
1.ブラックh−ル内には時間はあるの？
2.５次元の場合の5つめは何？次元とは仮想＝想念（事実ではない）じゃないの？ 中心に向かって
体を平行にするのが
ブラックホールに入るコツさ どんなものでも０にしてしまう零
と
どんなものでも無限大にしてしまう∞
を
掛け合わせたらどうなるかという矛盾 >>849
もっと正確に言えば、小中9年間を通して、ゼロで割る問題は出てこない。
だから「ゼロで割ること」自体が、はるかに小中学生を超える。
そういう特殊事態は生徒の理解を混乱させるから。
「特異点（シンギュラリティ）解消」で広中平祐（存命。86歳）がフィールズ賞を取ったのに。
ま1970年＝47年前だけど。 >>833
ブラックホール近傍にあるものは吸い込まれるだろ
無限の時間がかかるってのは遠方の観測者から見た場合の話 大半の銀河系の中心はブラックホールという説が多いがなぜ、左巻きなんだろう
八ップル望遠鏡で唯一恒星のない暗黒の部分を観測すると無数の遠方銀河がある
平均１３０億光年先ということ、正式なこの暗黒部分の名称は何て呼ぶの？ >>850
仮想の実在。
量子力学で、原子の中にある電子軌道がある意味否定され、電子雲もある程度否定されている事態。
5次元以上は数学的実在。
例えば高校1年の数学の複素数に出てくる虚数（i)も、数学的都合でできている、実在が不明な数。
しかし電気関係では（j)として出てきて、それ無しではできないから、実在とも言える。 しまったな。
ミニ煮タコ。イイダコの煮付け。
で、000にしておけば良かった。 ケンブリッジ大ってケンブリッジ飛鳥の弟かと思った( ・ω・) 特異点解消は広中平祐先生が代数幾何学の分野で証明されている。 >>825 >>830
1.99999999999・・・＝２．０
これがイコールであるという不思議さ。
もっともおそらくＺＦＣ範囲だろうけど >>850
答えには成ってないけど、実際の空間はもっと多次元でそれらは小さくまるめられているという説
もあります。現実世界に現れてこないのは多分それらの次元はプランクスケール以下のサイズ
なのではないのかと。重力が他の相互作用より極めて弱いのはその小さな次元から力が漏れ出
してるせいじゃないかという考えもあるそうです。南部さんの論文にもそんなのあったと思います。 >>802
基礎的な物質波はガリレイ変換すると破綻しちゃいます
相対論どころではないね お互いに知識のバーゲンセール中なのにうちの方が高いよ、と宣伝しているこの矛盾。これが裸の特異点 >>855
ハッブル ディープ フィールド
公式に公開されている画像検索して容量の多い「メガ級」の画像をピクチャに取り込んで
Ａ３で印刷するとすばらしい銀河集団が楽しめる 外から見ると
ゆっくり吸い込まれていくよ
中の人は同じだけど >>870
遠方からの場合、シュバルツシルト座標系で観測されるからシュバルツシルト半径に近づくと停止して見える
つまりブラックホールに入っていくところは見ることが出来ない 恥丘の淫力と獣力とブラックホールにおける相姦関係を述べよ ミレニアムファルコン1/72、２機持っているからこれで銀河旅行すれば楽しい
息子は本当に飛ぶと思っているから「そうだよ」と言って答えている
でもサンタクロースは親だとバレている
ファルコンはバレていない
息子の夢をかなえてやりたいのが親心
反物質反応リアクターでも発明してみたいもんだ
フォースの覚醒でジャンク拾いの女が変な装置をファルコンに取り付けていたが
これは何だ、 860
x = 1.99999999999・・ とすると、
10x - x は、
19.9999999999・・
- 1.99999999999・・
------------------
18.0
10x - x は 9x なので、
9x = 18
x = 2
よって、 2 = 1.99999999999・・ 直径１０キロ程度の円形の電磁式加速器を使い、チューブ内を真空にして中空の球体を
光速の半分程度まで加速する技術は今すぐにでも実現可能だろう
予算は別としていろいろ役に立つと思うけどな ストラディバリウス。
とか、なんてふざけた名前なんだろうって思う。 >>1
すまん、無限大、無限小でなくて、
ε-δで語ってくれないか？ 俺に嫁が来ないこともアインシュタインなら証明できる。 >>877
君も無限など使用せずに、
ε-δで語ってくれないか？ 反ドジッター空間というのはドジらない空間という事でおｋ？ >>883
ここがブラックホールで、お前らは捨てられたごみなんだがｗ オーガス02を観ての感想
前作最終回1話前でミムジィを見殺しにしておけばその後の混乱は無かったｗ
前作のバカップルの不始末の尻拭いをさせられる02主人公が不憫ｗ >>48
おやじが全裸で
ラーメンを作る店が
ついにできた >>83
マジ顔で「はわわわ〜（ドス声）」なんて言うドメル将軍がいるのもしれんな 「特異点」じゃ要するに数学的に存在するだけで、物理的に存在することの証明にはなってなくないか。
要はその状態だと何かの物理量が無限大になっちゃってんだろ。 (その内容からナチスのガス室を連想させる、日本の動物窒息または薬殺焼却処刑施設の保護施設への転用を言論により強く求める)
(オーストラリア居住民とその祖先に起因する、放棄・放浪猫の200万匹ホロコースト政策に強い決意で言論により抗議する)
(平成２８年熊本地震に驚き、行方不明になった猫捜索の官民連携的な支援を強く求める)
(今は亡き、「口永良部島ヘルメット猫」の冥福を祈る)
(日本のヤクザに、飼い主なく路頭に迷って悲惨に生きる猫の保護養育を希望する)
(柳ヶ瀬、組長、ネコ)
急に、かねてより、「コスモリバースの負の遺産である、反重力特異点」の内容が気になっているタイプの俺も気になるニュースだぜ
【保健所・愛護センターは残念ながら日本のナチス】
【ネコは言っている】
【ここで死ぬ】
【定めではないと】 >>891
まあ、「数学的には存在するけど、そんなもの実際にあるわけないよね」って言われてたものが
観測技術が向上するにつれ実際に発見されたりすることはこの分野ではよくあるし。 裸の特異点は宇宙の全情報を収納している点
宇宙の全情報は特異点から事象面に
投影され、さらに事象面から投影が我々の宇宙
裸の特異点が無ければ、宇宙も無い
我々の宇宙と裸の特異点は双対なのだ 特異点なるほど
これがあるから俺らは生きていけるんだな
まるでそれが本質であるかのように いいかな？
裸の特異点は有るか？
この問いに対する答えは、
宇宙の開闢を観れば一目瞭然
こうして、我々の宇宙がある
わかったね？ 量子性を認めておきながら同時に無限小を前提とする特異点なるものの存在を仮定するのはおかしいだろ >>901
ワイエルシュトラス博士に説明して
もらったほうが良い >>850
空間が存在すれば時間もあんじゃねーの？
ま、ぱいぱいインフレーションが何故起こるのかの謎を解く鍵だわな >>902
ワイエルシュトラス博士にかかれば、
無限小も有限な実数のみで記述される 重力論では荷電粒子も存在するが
光が届かなけりゃ粒子もそりゃ消えるだろって話
高次元なんちゃらも数学上では存在するが現実では >>907
量子力学が正しいなら、
「どんな実数に対してもそれよりも小さな実数が存在する」というのは
数学的には正しくても物理的には正しくないだろって言ってんだよ。
このアホゆとりがｗ トポロジカル絶縁体のときも思ったけど小難しく書くことに意味を感じない >>856
宇宙は複素数の世界観で記述されているのだ 理系って、誰にでもわかるように説明するのが下手だよな
理解が社会で上にいけない原因はこれだと思う >>893
ほだよなぁ〜
素粒子を観測する為に膨大なエネルギーをぶち込めば何かは観測できんだんべ
お金とエネルギーは等価である
我々の世界ではW >>913
一理あるが
安易な言葉でわかったつもり(さらにそれでもわからん馬鹿もいる)になってる(日本の)文系もひどいんだけどな 理系は「簡単のため」という日本語の誤用から反省したほうがいい？ もう、こういうのって言った者勝ちだな
こんなもの超ひも理論と同じで検証のしようが無いのだから エネルギー保存則は経験則から信じられてるものなんだな
電気エネルギー→炎エネルギー→風エネルギーに変わってもエネルギーは変わらない
電気 - 炎 = 0、炎 - 風 = 0、風 - 電気 = 0 電気エネルギー=炎エネルギー
だから代数方程式が作れる ヒュームにいわせれば、経験則はベイズ推論であって、主観性を免れない。
人類が経験できる時間が宇宙の時間の中のごく僅かでしかない。 ブラックホールの時空の地平面から重力が出てるんだろうな。
球の中は別時空だと仮定すればな。 都合の良い理論だと思う、計測した数値じゃなく
経験則から数式を作ってる 地球から木星くらいまで届く棒を作って無重力下で全力スイングしたら棒の先っぽって光速超える？ >>920
大気圏外に出たもの勝ち
海の生物が陸の生物を主食にしている話は聞かないが
陸の生物が川の魚を副食にしている場面には良く出くわす
イルカ位に頭が良い人物は神話にも出てくる >>913
数式と論理をていねいに根気よくたどる努力を惜しまなければ本来は誰にでも分かる話しかしてないはずなんだけどね
手ぶらでエベレスト登頂するのが無謀なのといっしょで、装備（数学的道具や基礎概念の理解）と訓練（問題演習として実際に方程式を解いてみること）がどうしても必要
根気がいる部分をすっとばして結論だけ手っ取り早く知りたいなら>>1みたいな解説記事で我慢するしかない
そういう意味でいうと、この記事はかなり親切に書かれてるほうだと思うよ >>923
ワイエルシュトラス博士に言わせれば、
∀ε>0, ∃δ>0 s.t. ∀x∈R 0<|x-主観|<δ⇒|f(x)-客観|<ε レス数が900を超えています。1000を超えると表示できなくなるよ。
