ちょっと待ってください。ビッグバンの前に何があったのでしょうか?

宇宙学者はかつて、宇宙は完全に時間がないと考えていました。つまり、始まりも終わりもないのです。これは頭が混乱する話に聞こえるかもしれませんが、科学者にとっては、決まった開始点が何を意味するのか、ましてやいつなのかを考えるよりも楽なのです。そこで、物理学者の中には、時間の役割がそれほど重要ではないと思わせるような別の宇宙論を考案した人もいます。その概念は、大学で見たブラックライトのポスターと同じくらい奇抜です。ちょっと待ってください…

多元宇宙の花

一部の物理学者が宇宙の始まりにこだわる主な理由は、宇宙が存在することを示す証拠があまりにも多いからです。しかし、もし私たちの宇宙が、無数の花が咲く大地のように、永遠の多元宇宙の中に溝を掘っていたとしたらどうでしょうか。このモデルでは、各宇宙はビッグバンを起こし、独自の時間を維持します。最も一般的なバージョンでは、各宇宙には独自の物理学のバージョンもあるかもしれません。無限の可能性は無限の結果を生み出します。この理論は生命そのものを説明すると考える人もいます。

たった一度のビッグバンで、私たちが知る生命にとって完璧な条件を備えた宇宙が生まれるのは、非常に幸運なことだろう。しかし、新しい宇宙が絶えず出現しているのなら、そうした宇宙の近隣の 1 つが私たちの宇宙とまったく同じものになったとしても不思議ではない。この庭園の宇宙は、それぞれの法則に従って成長したり枯れたりしているが、その周囲の多元宇宙は始まりも終わりもなく続いていく。それは変化と永遠性の優雅な融合であり、多くの宇宙学者が今も愛飲している花の香りのする飲み物だ。

巧妙な操作者

ビッグバンのいくつかのバリエーションは、オリジナルよりも少しスムーズに理解できます。最も単純なバージョンでは、時間の始まりは鋭い点であり、現在観察されているすべてのものが原子よりも小さなエネルギーのボールに押しつぶされ、外側に爆発しました。当然のことですが。しかし、その前に何があったのでしょうか? スティーブン・ホーキングなどの物理学者は、その開始点を取り除き、明確な「バン」のない宇宙を想像することで、一種の時間の無さを取り戻そうとしました。存在の最初の瞬間の端まで時計を巻き戻すことはできますが、その前に何があったかを尋ねることは、北極に着いたのになぜ北に向かって歩き続けられるのかを尋ねるようなものです。私たちが定義する時間は、宇宙が縮小するにつれて意味を失います。

それは決して一点に絞られることはありません。しかし、物理学がそのように機能することを証明した人は誰もいません — まだ。

定常状態

ビッグバンは、宇宙が爆発して誕生し、今も爆発し続けているという仮説です。ですから、ビッグバンを否定するには、銀河が遠くに飛び出していく様子を私たちが見ることができる理由を説明する必要があります。1948 年、天文学者のヘルマン ボンディ、トーマス ゴールド、フレッド ホイルは、宇宙が常にまばゆいばかりの花火のショーであり、あらゆる場所で、あらゆる瞬間に新たな物質が爆発して誕生する様子を想像することで、この問題を回避しました。定常モデルでは、宇宙は成長しているように見えますが、変化は単なる幻想です。

宇宙は文字通り空間を広げていますが、それは何か単一の最初の出来事によるものではありません。宇宙が絶えず新しい物質を生み出し、その新しい物質が古い物質を彼方へと押し出しているからです。しかし、1960年代にビッグバンの名残であるマイクロ波放射が発見されたことで、この考えが具体化しました。理論ではその残光を説明できませんでした。

衝突

なぜビッグバンが始まりでなければならないのか？ポール・スタインハートと共同研究者は、私たちの宇宙は私たちのちっぽけな心では知覚することすらできない第五次元（おっと）でガタガタと揺れ動いており、常にバンという音が鳴り響いていると提唱している。私たちが知っているすべての空間と時間は、ブレーンと呼ばれる四次元の表面上にある。時々、それは別の宇宙のブレーンと衝突し、その衝突によってビッグバンとして知られるエネルギーの爆発が生じる。このエネルギーは今でも宇宙背景放射として検出できる。宇宙が第五次元でどんどん離れていくにつれて、私たちの宇宙は膨張する。衝突と分離のサイクルはサイケデリックなダンスの中で永遠に続く。多くの宇宙学者は、私たちがこの第五次元の証拠を見つけることは決してないと考えているが、ビッグバンが本当の始まりではないという考えには終わりが見えない。

この記事はもともと、2017 年 9 月/10 月号の「Popular Science の Mysteries of Time and Space」に掲載されました。