多元宇宙論に関する基本的な数学は間違っているかもしれない

The Conversation
投稿日
2023年11月10日 13:58
multiverse

ここ数十年で最も驚くべき科学的発見のひとつは、物理学が生命にとって微調整されているように見えるということである。つまり、生命が誕生するためには、物理学のある数値がある狭い範囲に収まっていなければならないということだ。

物理学者を最も当惑させた微調整の例のひとつが、宇宙の加速膨張の原動力であるダークエネルギーの強さである。もしこの力がほんの少し強かったら、物質はまとまらなかっただろう。つまり、星も惑星も、構造的に複雑なものも、したがって生命も存在しないのである。

もしこの力が著しく弱ければ、重力に対抗できなかっただろう。つまり、星も惑星も生命も存在しないことになる。生命の可能性を可能にするためには、ダークエネルギーの強さは3匹のクマのおかゆのように「ちょうどいい」ものでなければならなかったのだ。

これはほんの一例で、他にもたくさんある。

物理学の微調整に関する最も一般的な説明は、私たちは多元宇宙の中の一つの宇宙に住んでいるというものだ。十分な数の人々が宝くじを買えば、誰かが当たる数字を持っている可能性が高くなる。同様に、物理学上の数字が異なる宇宙が十分に存在すれば、生命にとって正しい数字を持つ宇宙が存在する可能性が高くなる。

長い間、これが微調整の最も妥当な説明だと私は思っていた。しかし、確率数理の専門家たちは、微調整から多元宇宙への推論は誤った推論の一例であると、私も著書『Why? The Purpose of the Universe.』で指摘している。具体的には、多元宇宙論者は逆ギャンブラーの誤謬と呼ばれるものを犯しているということである。

ある晩、Bettyが地元のビンゴホールでたった一人で遊んでいたとする。Bettyは心の中で思う:「うわあ、今夜は他のビンゴホールでたくさんの人がビンゴをやっているに違いない!」。全国でたくさんの人がビンゴをやっているのなら、最初の1分間ですべての数字が呼ばれることはそれほどあり得ないことではない、と。

しかし、これは逆ギャンブラーの誤謬の一例である。全国の他のビンゴホールでどれだけの人が遊んでいようといまいと、確率論によれば、ベティ自身がそのような幸運に恵まれる可能性は高くない。

サイコロ遊びのようなものだ。サイコロを振って6が何個か連続して出たら、次の数投で6が出る可能性は低いと思い込む。また、しばらく6が出なければ、過去に6がたくさん出たに違いないと思い込む。しかし、実際には、一投ごとに、6分の1の確率で特定の数字が出るのである。

多宇宙論者も同じ誤りを犯す。彼らはこう考える。「うわあ、私たちの宇宙が生命にとって正しい数字を持っているなんて、なんてありえないことだろう。間違った数字を持つ宇宙が他にもたくさんあるに違いない!」しかしこれは、Bettyが自分の運の良さを、他の人がビンゴをやっているからということで説明できると考えているのと同じだ。この特別な宇宙が作られたとき、ダイス投げのように、正しい数字が出る確率はまだ特定の低いものだった。

この時点で、多元宇宙論者は「人間原理」を持ち出す。つまり、私たちが存在する以上、生命と相容れない宇宙を観測することはできなかったということだ。しかし、だからといって、そのような宇宙が存在しないということにはならない。

仮に、ビンゴホールの奥に狂ったスナイパーが隠れていて、彼女のビンゴカードにない数字が出た瞬間にBettyを射殺しようと待ち構えていたとしよう。この状況は現実世界の微調整に似ている:私たちが生命にとって間違った数字の宇宙を観測できなかったのと同じように。

それでもBettyは、多くの人々がビンゴに興じていると推論するのは間違っている。同様に、多宇宙論者が微調整から多くの宇宙を推論するのは間違っている。

多元宇宙についてはどうだろうか?

多宇宙の科学的証拠はないのか?イエスでもありノーでもある。私の本では、逆ギャンブラーの誤謬と多宇宙の科学的根拠との関連を探っている。

インフレーションの科学的理論(初期の宇宙が大きく膨張したという考え方)は、多元宇宙を支持している。もしインフレーションが一度でも起こるのであれば、宇宙のさまざまな領域でインフレーションが起こっている可能性が高い。このことは、ある種の多元宇宙についての暫定的な証拠を与えてくれるかもしれないが、異なる宇宙がそのローカルな物理学において異なる数を持つという証拠はない。

多元宇宙の説明が失敗するのには、もっと深い理由がある。確率論的推論には「全証拠の要件」として知られる原則が適用される。

微調整に関して言えば、ある宇宙が微調整されているというだけでなく、この宇宙が微調整されているというのが、多元宇宙を信じる人々が持つ最も具体的な証拠である。多元宇宙論が示唆するように、私たちの宇宙の定数が確率的なプロセスによって形成されたと考えるなら、何百万もの宇宙の中でこの特定の宇宙が微調整されている可能性は極めて低い。一旦証拠を正しく定式化すれば、理論はそれを説明できない。

従来の科学の常識では、ビッグバン以降、これらの数値は固定されたままだとされてきた。これが正しいとすれば、私たちはある選択を迫られることになる。私たちの宇宙がたまたま正しい数字を持っていたのは、信じられないような偶然なのか。あるいは、自然が何らかの目に見えない内蔵の原理によって、複雑さと生命を発達させるよう駆り立てられたり、指示されたりしているために、数字がその通りになっているのか。私の考えでは、最初の選択肢はあり得なさすぎて真剣に考えることはできない。私の本は、第二の選択肢である宇宙の目的についての理論を提示し、人間の意味や目的に対するその意味について論じている。

これは、私たちが科学に期待した結果ではない。16世紀、私たちが宇宙の中心にいるのではないという証拠を初めて掴んだときのようなものだ。多くの人々は、自分たちが慣れ親しんできた現実像がもはやデータを説明できないことを受け入れるのは難しいと感じた。

私は、微調整も同じ状況にあると思う。宇宙が生命の存在に有利であるという、ありふれた事実を長い間無視してきたことに、いつか驚く日が来るかもしれない。


本記事は、Philip Goff氏によって執筆され、The Conversationに掲載された記事「Many physicists assume we must live in a multiverse – but their basic maths may be wrong」について、Creative Commonsのライセンスおよび執筆者の翻訳許諾の下、翻訳・転載しています。



この記事が面白かったら是非シェアをお願いします!


  • microsoft copilot
    次の記事

    Microsoft、Copilot AIチャットボットをWindows 10にも展開へ

    2023年11月10日 14:42
  • 前の記事

    現在の最新AIは来年には古風な物になるとOpenAI CEOは語る

    2023年11月10日 12:18
    openai
この記事を書いた人
The Conversation

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 が付いている欄は必須項目です

おすすめ記事

  • SOFIA 1024x811 1

    小惑星表面で水が発見された

  • 1.22.24webbtelescopestephan quintetorigcrop3 e1707612198512

    ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡はダークマターの1つの理論を直接検証できる

  • 12116

    星を殺す「ブラックホール風」が遠方の銀河で発見された

  • PEARLSDG quiescent dwarf galaxy 1

    ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が存在しないはずの銀河を発見

  • 居住出来る可能性を持つ新たな地球のような惑星を発見

今読まれている記事