結局のところ、人類は宇宙をどこまで解明できるの？――図解宇宙のかたち(7)

akane

2018/11/15

宇宙像は広がっている

人類の宇宙観は、地球上の世界しか知られていなかった時代から、宇宙の大規模構造の発見に至るまで、何度も更新されてきた。

最初は、長い間、天動説が信じられていた。つまり、宇宙の中心は人間の住んでいる地上の世界だった。だが、16世紀にはコペルニクスが地動説を唱え、それが受け入れられて人類の宇宙観は一変した。

地動説は太陽中心説とも呼ばれる。人間の住んでいる地球は宇宙の中心ではなくなったが、その代わりに太陽が宇宙の中心になった。太陽のまわりを地球などの惑星が公転し、その他の星は太陽のはるか遠くの球面上に貼り付いていると最初は考えられた。

1610年には、ガリレオ・ガリレイが自作の望遠鏡を使って天の川銀河を観測し、それが無数の暗い星からできていることを見つけた。このことは、天の川が銀河系という星の集まりからできていて、太陽もその中の星の一つであることを示している。

その後、エドウィン・ハッブルが星雲までの距離測定を行い、従来星雲と呼ばれていたものの多くは別の銀河であることが判明する。こうして、天の川銀河を中心とする宇宙像から、銀河が宇宙に点在する現在の宇宙像が得られた。

人間は、自分を中心に考える傾向にある

私たちは現在、私たちが宇宙に中心にいるわけではなく、宇宙に無数に存在する銀河のひとつである天の川銀河の片隅にいるに過ぎないことを理解している。

しかし、この現代の宇宙像も、まだ人間の常識の範疇に囚われている可能性は高い。私たちに観測できる宇宙の範囲は半径460億光年ほどに限られていることを思い出してみよう。その外側には何があるのだろうか。

宇宙の大規模構造は大きく見れば宇宙のどこでも同じような姿をしていて、半径460億光年を超えた先まで同じように広がっていると考える十分な証拠がある。だが、それは同じような姿が無限の彼方にまで広がっていることを意味するわけではない。

自分の見える宇宙の姿が宇宙のすべてではない。

私たちに観測可能な宇宙を超えたずっと先がどうなっているのか、私たちのまわりの宇宙の姿だけから推測すべきではない。実際のところどうなっているのか、見てみないとなんとも言えないのは事実だが、予想もつかないような宇宙の姿がそこにあるかもしれない。

宇宙は一つではないかもしれない

宇宙空間を伸ばしていった先をすべて考えたとしても、それで宇宙全体を考えたことになるのだろうか。私たちの住んでいる宇宙空間とは連続的につながっていない宇宙もあるのではないだろうか。

実際、インフレーション理論の中には、そういう別の宇宙の存在を示唆するものもある。インフレーションが空間的に不均一に起こる結果、私たちの空間とは切り離されてしまった空間が発生し得る。

日本では、インフレーション理論の提唱者の一人である佐藤勝彦氏とその研究者たちが、すでに1980年代に世界に先がけてそのような研究を発表している。

最近では、インフレーション理論以外でも私たちの空間とは切り離された宇宙を無数に考える研究が花盛りなのだ。素粒子理論の一つであるストリング理論から派生した考え方に、宇宙のランドスケープというものがある。私たちの住んでいる3次元空間とは切り離され、時空間の性質や物理法則も異なるような摩訶不思議な世界がたくさんある可能性があるというのだ。

これは、人間原理と呼ばれる考え方とも相性がよい。私たちの住んでいる宇宙はなぜか特別に人間や生命を産むのに都合よくできている。人間原理の考え方では、宇宙とはそのようなものでなければならないという。もし、いろいろな性質を持つ宇宙が十分にたくさんあれば、その中の一つは人間を産むのに都合よくできているものもあるだろう。こうして、いろいろな宇宙がたくさんある方が自然だと考える研究者も最近は増えているのだ。

私たちの住んでいる宇宙の他にも別の宇宙がたくさんあるかもしれないというと、かなり荒唐無稽な感じを受けるのではないだろうか。
SFでよく出てくる並行世界のようなものも、量子論に絡んでよく議論されている。

しかし、荒唐無稽だからといって、そうした考え方を私たちは退けてしまってよいのだろうか。

宇宙観そのものを疑う

実のところ、宇宙の全体像はどうなっているのか。この世界とは、いったい何もので、どんなところにあるのか。

昔に比べれば、現代の宇宙観はだいぶ進歩した。

いまから思えば、天動説のような複雑なメカニズムを一生懸命に考えていたのは無駄だったと思うかもしれない。それに比べれば、私たちはより真実に近づいてはいる。

だが、現代の宇宙観を何百年後の人類が見たらどう思うだろうか。
天動説を信じていた時代と五十歩百歩というところではないだろうか。
現代の私たちも、何か大きな思い違いをしているかもしれないのだ。

現代宇宙論の大きな謎の一つに、ダークエネルギーの問題がある。

ダークエネルギーは理論的に不自然な存在で、その謎に頭をひねりながら様々な学説が提案されてきた。

だが、誰もが納得できるような自然な説明があるとは言い難い状況だ。

もしかすると、ダークエネルギーは何かという問題設定自体が間違っていて、私たちは何か大きな思い違いをしている可能性は十分にある。それだけではない。前提となる宇宙観そのものが間違っている可能性さえある。そう考えると、天動説から地動説へ変わるような考え方の転換が必要なのかもしれない。

いずれにしても、私たちは謙虚な心で自然の精密に観察し、一つずつ真実を明らかにしていく必要があるだろう。

＊

以上、『図解　宇宙のかたち』（松原隆彦・高エネルギー加速器研究機構（KEK）素粒子原子核研究所教授：著、光文社新書刊）から抜粋・引用して構成した。