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ワームホールはすでに発見されている可能性があると物理学者

カラパイア


 ワームホールとは、違う宇宙、あるいは一つの宇宙の別の事象を結ぶ時空の抜け道のことだ。それはすでに発見されているかもしれないという。

 ブルガリアの物理学者チームによれば、この仮説上の時空トンネルは、ありふれたブラックホールとほとんど見た目が変わらないのだそうだ。

 つまり、これまでに発見されたブラックホールとされるものの中に、ワームホールがあるかもしれないというのだ。

 両者を区別することは難しい。しかし幸運に恵まれれば、まったく不可能なわけではないという。

 

時空のトンネルのような抜け道「ワームホール」

 ワームホールとは、時空のある場所を別の場所へと結びつける時空のトンネルだ。現時点では仮説上の構造だが、そこを通り抜けてワープするなど、SFなどではお馴染みだろう。

 アインシュタインの一般相対性理論に基づくならば、時空は光すら脱出できない深い重力の穴だけでなく、絶対に登ることができない険しい山を形成することもあると考えられる。

 なんでも飲み込む穴(ブラックホール)とは違い、時空の峻嶺(ホワイトホール)は近づくものを拒み、粒子や放射線を吐き出す。

 1930年代、アインシュタインの同僚であったネイサン・ローゼンは、ブラックホールによって大きく湾曲した時空が、険しい時空の山とつながっていわば”橋”を形成する可能性を示した。

 この「アインシュタイン-ローゼン橋」と呼ばれる時空の構造が、ワームホールである。

photo by iStock

ワームホールはどんな姿をしているのか?

 ワームホールは、あくまで仮説上のもので、今のところ見つかってはいない。

 そこでブルガリア、ソフィア大学の研究チームは、「”肛門”のあるブラックホール」がどのように見えるか知るために、ワームホールの”喉”を「磁化した流体の輪」として表したモデルを考案した。

 それによると、その荒れ狂う大渦に飲み込まれそうになった粒子は、強力な電磁場を発生させるだろうことがわかったという。

 電磁場は予測可能なパターンで揺れ動き、加熱された物質から放たれる光をはっきりそうとわかる形で偏光させる。

 ちなみに、2019年や今年初めにはブラックホールの驚くべき姿(「M87*」と「いて座A*」)が公開されたが、じつはこれは偏光した電波によって撮影されたものだ。

 つまり、典型的なワームホールの熱々の”唇”は、ブラックホールを取り巻く混沌とした円盤から放たれる偏光と見分けがつかないだろうということだ。

 その理屈でいくと、M87*やいて座A*がワームホールであってもおかしくはないということになる。それどころか、どんなブラックホールでもその奥にはワームホールが隠されている可能性すらある。

photo by iStock

ワームホールを見分ける方法

 宇宙の大穴がただのブラックホールなのか、それともワームホールなのか? それを見分けることは簡単ではないが、今回の研究チームによれば、まったく不可能なわけでもないという。

 もしもしっかりとした「重力レンズ」で間接的にワームホール候補の姿をとらえ、その画像をつなぎ合わせることができれば、ワームホールとブラックホールの微妙な違いを見つけられるかもしれない。

 ただし、そのためには、ワームホールと地球との間に、光を歪めて小さな違いを拡大してくれる都合のいい質量がなくてはならない。

 別の手段もある。もしもワームホールを絶妙な角度で観察することができれば、入口を横断して地球に向かってくる光のサインが強調され、”向こう側”への入口の存在をはっきり確認できるかもしれない。

 またワームホール・モデルをもっと洗練させれば、ワームホールならではの光の特徴が判明し、重力レンズや絶妙な角度に頼らずともそれを発見できるようになる可能性もあるという。

photo by iStock

新しい宇宙の視点

 こうしたワームホールの物理学は、一般相対性理論や波・粒子の理論などに新しい道を切り開くヒントになるかもしれないそうだ。

 ワームホール研究から得られる知見は、一般相対性理論の破れを明らかにしてくれる。そうして開けられた理論の”穴”を覗き見れば、宇宙をまったく新しい視点から観察できるようになるかもしれない。

 この研究は、『Physical Review D』(2022年11月10日付)に掲載された。

References:Wormholes May Already Have Been Detected, Physicists Say : ScienceAlert / written by hiroching / edited by / parumo

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