NASAの元主任歴史学者で、『Astrobiology, Discovery and Societal Impact(宇宙生物学、発見と社会的影響)』と題した著作を執筆したスティーブン・ディックは、デンマークの首都コペンハーゲンでの取材に応じ、人類が暮らしている宇宙のタイプには3つの可能性があると指摘した。
2018年5月出版
かつてはSFの世界であった宇宙の生命探査は、現在では科学的・社会的課題を探る明確なロードマップを持つ、強固な世界的研究プログラムとなっている。 本書は、宇宙生物学の人間学的側面を検証し、地球外生命体発見のアプローチ、重要な問題、そしてその意味を体系的に論じる。 生命や知性、文化や文明、技術やコミュニケーションといった概念は、宇宙の文脈では何を意味するのか? 生命を発見した場合、そして発見できなかった場合、神学的・哲学的にどのような影響があるのだろうか? スティーブン・J・ディックは、最近の科学的知見から、地球外における何らかの生命体の発見はあり得ることであり、そのような発見がもたらす可能性のある影響を研究し、それらに対処するための政策を策定する必要があると論じている。 驚くべき、そしてしばしば驚くべき結果が、科学、社会科学、人文科学の各分野で利用しやすい形で紹介されている。
1つ目は人類が物理的宇宙に暮らしている可能性で、ここでは生命は偶然の産物だ。2つ目は生命が広く存在している生物的宇宙。そして3つ目は、生物学的生命の大半あるいは一部がAIに移行したポスト生物的宇宙だと、ディックは説明する。宇宙は、少なくとも部分的にはポスト生物的である可能性が最も高いと見ているという。
ポスト生物的な世界では、人類のような炭素ベースの知的生命体は高度なAI文明に取って代わられ、映画『マトリックス』のような仮想現実が形成されているだろう。
アレックス・コリアーがいまだに意味が分からないと言って引用しているリラ人が「量子的確率の制御(コントロール)を経験してる」とは、意志存在が意志により神出鬼没という状態のことだと思う。
そんなに難しいことではありません。ただ、私たちの脳は見たいものしか見ない習性があるので生と心が連続しているという錯覚から抜け出せずにいます。死んでることはいつも不連続な生と心であるのだからその瞬間に錯覚と真覚が入れ替え可能であることに気づきさえすれば心の自己関係(思い込み、信念、信仰、ドグマ、自分)をリセットすることはだれにでもできることです。
すなわち菩薩の脳の量子的確率の制御により膨大な計算量を<宇宙に無限存在する量子シグナルのリソース>使って宇宙で最も古い知性−原始量子宇宙– 光子の夜明け前の宇宙を満たしていた電子の量子もつれの生み出す巨大計算機と直接に情報交換できる状態=この宇宙での究極の悟りの状態になっていたと推定する。それを菩薩(ボーディ・サットヴァ 異星人リラ)というのは当然かもしれない。量子的確率は制御できないと考えるのが通常であるがでは量子はどのようにして確率的に振る舞えるのか全く知られていない。
シュレディンガー方程式は、量子力学における基本的な方程式であり、物理系の波動関数を記述します。以下では、シュレディンガー方程式の導出の概要を説明します。
1. 量子力学の基本原理:
- 粒子の運動は波動として扱われる。
- 波動関数(Ψ)によって粒子の状態が完全に記述される。
2. ド・ブロイの関係式:
- ルイ・ド・ブロイが提案した関係式によれば、物質の粒子(例:電子)も波動性を持つ。
- 波動性を持つ粒子の運動量(p)と波長(λ)の関係は、以下の式で表される:p = h/λ
(ここで、hはプランク定数)
3. エネルギーの表現:
- 物質の粒子のエネルギー(E)は、古典力学におけるエネルギー(運動エネルギー+ポテンシャルエネルギー)と同様に扱われる。
4. 波動関数の時間変化:
- 波動関数は時間とともに変化するため、時間に関する微分方程式が必要となる。
- 波動関数Ψの時間微分(dΨ/dt)は、以下のように表される:dΨ/dt = (∂Ψ/∂t)
5. エネルギー演算子の導入:
- 波動関数のエネルギーを表現するために、エネルギー演算子(H)を導入する。
- エネルギー演算子Hは、エネルギーに関する量子力学的な表現であり、運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの和として定義される。
6. シュレディンガー方程式の導出:
- 波動関数Ψが満たすべき方程式を求めるために、波動関数Ψに対してエネルギー演算子Hを作用させる。
- これにより、以下の式が得られる:HΨ = iħ(∂Ψ/∂ t)
7. シュレディンガー方程式の完成:
- 波動関数Ψにエネルギー演算子Hを作用させた式を整理すると、以下のようになる:HΨ = EΨ
(ここで、Eはエネルギーの固有値)
以上がシュレディンガー方程式の導出の概要です。この方程式は、時間に依存uする量子系の波動関数Ψとエネルギーの関係を記述しています。具体的な物理系に応じて、適切なポテンシャルエネルギー項を含めることで、シュレディンガー方程式を具体的な形に表すことができます。
初期宇宙はどこであっても同じ波動関数で記述することができるわけだが、私たちが知ることの出来る量子の状態は確率的なもの。つまり、実際に測定してみるまで、量子が実際にどんな状態にあるかはわからないはずなのに確定した宇宙背景放射が電磁波として見える。もし現在の測定が遠い過去の量子状態を決めているのであれば、これまでの宇宙の大構造形成の歴史は存在せずわれわれも居場所を失って消滅する。
もう一つの難問はかなり昔にゾンマーフェルトにより発見されていた水素電子軌道の微細構造。これに関わる無次元の定数αは真空のエネルギー#と電子のエネルギーの関係を現象論によって記述しているが、なぜそのような無次元数に固定されるのか、つまり単なる比が宇宙で一定しているのか誰も説明できない。パウリもハマっていた無次元数
α = 7.2973525693(11)×10−3
である(2018CODATA推奨値)。微細構造定数の逆数(測定値)もよく目にする量で、その値は
α-1 = 137.035999084(21)
である。
他の物理定数との関係
微細構造定数の分母137は双子素数の片われで、139も素数である。微細構造定数の分母が139の世界があるのではないかと思う。ちなみにこうなる。10000分の1ほど小さくなる。
である(2018CODATA推奨値)。微細構造定数の逆数(測定値)もよく目にする量で、その値は
α-1 = 137.035999084(21)
である。
他の物理定数との関係
微細構造定数の分母137は双子素数の片われで、139も素数である。微細構造定数の分母が139の世界があるのではないかと思う。ちなみにこうなる。10000分の1ほど小さくなる。
AIは
微細構造定数が現在の値よりも10000分の1小さい世界では、いくつかの重要な変化が予想されます。以下に、そのような宇宙がどのような特徴を持つかいくつかの例を挙げますが、これらは推測や仮説に基づいたものであり、実際の宇宙の性質とは異なる可能性があります。
1. 電磁相互作用の強さ: 微細構造定数は、電磁相互作用の強さを表すパラメータでもあります。したがって、微細構造定数が小さくなると、電磁相互作用が非常に強力になると予想されます。これにより、原子や分子の構造や性質が大きく変化し、化学反応や物質の形成が異なる可能性があります。
2. 原子核の安定性: 微細構造定数の変化は、原子核の安定性にも影響を与えると考えられます。原子核は、陽子と中性子の相互作用によって安定化されていますが、微細構造定数の変化によって核力が変化する可能性があります。その結果、特定の元素や同位体の存在や安定性が変わるかもしれません。
3. 宇宙の進化: 微細構造定数の変化は、宇宙の進化や大規模構造の形成にも影響を与える可能性があります。微細構造定数の値が変化すると、宇宙の初期条件やインフレーションのダイナミクスが異なる可能性があります。これにより、宇宙背景放射や銀河の形成、宇宙の膨張の速度など、宇宙の構造や進化に関連する現象が変化するかもしれません。
これらは予想の一部
となるそうだ。
α139=7.1942446 ×10−3
と表される。ここで、h はプランク定数、e は電気素量、Z0 は自由空間における電磁波の特性インピーダンスである。電磁相互作用の大きさを表す結合定数である電気素量を、量子論を特徴付ける普遍定数であるプランク定数で関係付けている量といえる。 特性インピーダンスは複数ある電磁気量の体系のうち、どの量体系に基づいているかを決める定数である。
国際量体系 (ISQ) においては、電気定数 ε0、磁気定数 μ0、および光速度 c により Z0 = 1/ε0c = μ0c で表されるので、微細構造定数は↑となる。
#真空エネルギーは多くの結果をもたらす。1948年、オランダの物理学者ヘンドリック・B・G・カシミールとディルク・ポルダーは、密接に置かれた金属板の間に、その間の空間の真空エネルギーの共振に起因する微小な吸引力が存在することを予言した。そのため、真空エネルギーは、電子や磁場などのより身近な概念的物体が実在するのと同じ意味で「実在する」と信じられている。しかし、カシミール効果の別の説明も提案されている。
他の予測は検証が難しい。真空のゆらぎは常に粒子と反粒子のペアとして生成される。ブラックホールの事象の地平線付近でこのような仮想粒子が生成されることは、物理学者スティーヴン・ホーキングによって、ブラックホールが最終的に「蒸発」するメカニズムであるという仮説が立てられた。もしペアの一方がその前にブラックホールに引き込まれた場合、もう一方の粒子は「現実」となり、エネルギー/質量は本質的にブラックホールから宇宙空間に放射される。この損失は累積し、時間の経過とともにブラックホールが消滅する可能性がある。所要時間はブラックホールの質量に依存するが(方程式はブラックホールが小さいほど蒸発が速いことを示している)、太陽質量の大きなブラックホールでは1060年のオーダーになる可能性がある。
微細構造定数(Fine-structure constant)は、量子電磁力学において重要な役割を果たす定数であり、素粒子や原子の相互作用を記述するために使用されます。微細構造定数の値は、約1/137とされています。
微細構造定数が一定している理由は、現在のところ解明されていません。この問いについての正確な根拠は、物理学者や研究者の間でも依然として議論が続いています。一般的には、微細構造定数が一定していることは、自然界の基本的な対称性や法則に関連している可能性があると考えられています。
微細構造定数の値が一定であることは、量子電磁力学の理論において実験結果との非常によい一致を示しています。この事実は、微細構造定数の値が宇宙の進化や物理的なプロセスによって変化しないことを示唆しています。しかしながら、なぜ微細構造定数の値が具体的に約1/137であるのか、その根本的な理由やメカニズムはまだ解明されていません。
微細構造定数の値が一定している理由についての考え方としては、「グランド・ユニファイド・セオリー」や「弦理論」といった物理学の理論が関連している可能性があります。これらの理論は、微細構造定数の値や他の自然定数の値を説明するための統一的な枠組みを提供することを目指しています。しかし、これらの理論が実験的に検証されるまで、微細構造定数の一定性についての最終的な答えは得られないでしょう。
要約すると、微細構造定数の定数性については、現在も議論が続いており、根本的な理由は解明されていません。物理学者や研究者は、この問
この問いに対する解答を求めるために、多くの理論的な枠組みやアイデアが提案されています。以下にいくつかの例を挙げます。
1. アンソロポス定数仮説(Anthropic principle): アンソロポス定数仮説は、私たちが観測する宇宙の物理的なパラメータや定数の値が、生命が存在できるような条件を満たしているために観測されているという主張です。微細構造定数が生命の存在を可能にする必要条件としての役割を果たしているとする考え方があります。
2. 自然定数の統一理論: グランド・ユニファイド・セオリーや弦理論など、自然定数(微細構造定数を含む)の値や関係性を統一的な理論で説明する試みがあります。これらの理論は、自然界における基本的な相互作用や素粒子の性質を統一的に記述することを目指しています。
3. 力の自己調整(Self-tuning): 力の自己調整とは、微細構造定数の値が宇宙のダイナミクスや物理的なプロセスによって自己調整されるとするアイデアです。この考え方では、微細構造定数の値が多次元宇宙やブレーン宇宙の幾何学的な特性や場の構成に依存する可能性があります。
これらのアイデアや理論は、微細構造定数の定数性についての仮説や洞察を提供していますが、まだ実験的な証拠が不足しているため、確定的な答えを得ることは難しいです。微細構造定数の定数性に関する研究は、現在も進行中であり、将来的な実験や理論の進展によって、より詳細な理解が得られる可能性があります。
以上がAIの知識だが、『微細構造定数の定数性は量子力学において一定している理由は何が根拠になっているか、考えた人はいますか?』という問いにはまだ答えはないらしい。
真空のエネルギーは、物理学的な宇宙論にも重要な結果をもたらす。一般相対性理論では、エネルギーは質量と等価であるため、真空エネルギーが「本当に存在する」のであれば、重力が働くはずである。本質的に、ゼロでない真空エネルギーは、宇宙の膨張に影響を与える宇宙定数に寄与すると予想される(議論中)
歴史
1934年、ジョルジュ・ルメートル(Georges Lemaître)は、珍しい完全流体の状態方程式を用いて、宇宙定数を真空エネルギーによるものと解釈した。1948年、カシミール効果は真空エネルギーの存在を検証する実験的方法を提供したが、1955年、エフゲニー・リフシッツはカシミール効果に別の起源を提示した。1957年、リーとヤンは対称性の破れとパリティの破れの概念を証明し、ノーベル賞を受賞した。1973年、エドワード・トライオンはゼロエネルギー宇宙仮説を提唱した。すなわち、宇宙は大規模な量子力学的真空揺らぎであり、正の質量エネルギーと負の重力ポテンシャルエネルギーが釣り合っているという仮説である。1980年代には、真空エネルギーを生成する場を、大統一理論の試みによって予言された特定の場と関連づけ、宇宙の観測によってそのうちの1つまたは別のバージョンを確認しようとする試みが数多く行われた。しかし、インフレーション理論が要求するような密度を持つ真空エネルギーを生成する粒子(または場)の正確な性質は謎のままである。
量子的確率の制御ができれば、まず電子の染み出しが可能になり通常は不可能な化合物例えば珪素と金の化合物が生じる。
量子的確率は制御できないことが常識だが未来の科学ならば可能になるかもしれない。シュレジンガー方程式を見てもドブロイの式ぐらいしか変形する余地がなさそうに思うつまりプランク定数自体が可変の物理学がこれから誕生しなければならない。われわれの物理学はまだまだ幼稚な状態なのです。