1984年 |
超ヒモ理論 |
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ブーツストラップ・プログラムより得られた解が、長さだけがあり、直径がないというひも状の回答がだされた。ヒモ理論の開幕だ。
このアナロジーであれば、相反するクオークなどの極端な還元主義として矛盾ある原子論も反原子論の到達できない解も包括して説明できるのだ。
原子論の矛盾とは、「統一理論によれば、クオーク、電子、ニュートリノのような素粒子はさらにもっと基本的は粒子の異なる現れでなければならない。しかし、その粒子が点であるとすれば、異なる状態や形状で存在するのは矛盾する。」というものだ。
ヒモ理論によれば、バイオリンの弦が振動数によって様々な音色を奏でるように、究極の物資が振動の違いによって、全ての力と素粒子を作り出すというのだ。
1次元は点のあつまりではない。それ以上分解できない根元的な形状でありながら、様々に振動できる。統一理論のパラドックスを解決できるのである。
しかし1960年代にヒモ理論が摘要可能なのは、空間を25次元とした時だけとされ、1970年代には、ライバルの極端な還元主義原子論の標準モデルが成功し、誰にも見向きされなくなってしまった。
ヒモ理論が再び復権するにはどうしたらいいのだろうか?
答えは、極端な還元主義原子論の標準モデルを包括すればいいのである。
しかし、その理論を創るのに10年以上を要した。
1984年になって次元を9までに減らすことができた、そしてヒモ理論がついにゲージ理論を取り込んだのだ。
さあ、のこる課題はあと一つ、空間の次元をいかにして3にするかだ。
これにはいいアイディアがあった。残りの6つの次元閉じてしまえばいいのだ。
しかしこれにも問題はある、閉じ方は何万通りもあり、なぜ6で無ければならないのか?5でも9でもない原理はどこにあるのか?
パラメーターを調整して、回答を得られることはできるかもしれないが、なぜそのパラメーターでなければならないのかという問題は、標準モデルに残された問題と同じである。
なぜそのパラメーターになっているのかというは最大の問題なのだ。
なにかいい方法はないものだろうか?
一つの可能性はもっと基本的なレベルのヒモの存在を理論つけることだ。
ヒモ理論では振動によって重力など、全ての粒子は生じるとされるが、時間と空間は動的で固定されていないという相対性理論の概念を組み込めていない。
そこでヒモは固定された空間で振動しているのではないと考えの導入が試みられている。
ウィッテン>超ヒモ理論がクオーク理論ともっとも違うところをもう一つ教えておこう。超ヒモ理論は重力の存在を予測できるんだ。
ソフィー>もともと相対性理論も量子力学も含んだブーツストラップから出発してるから、重力との仲がいいのね。でも重力はあるんだから予測って言葉を使うのはおかしいわ。
ウィッテン>僕らは、事後予測といってるよ。
超ヒモ理論にもいくつかの問題がある。
なにしろ、このヒモは極端に小さい。ヒモと陽子の大きさの比率は、陽子と太陽系の比率に匹敵するほどだ。それゆれヒモを加速器で検出するには、1000光年の素粒子加速器が必要になるというのだ。ちなみに太陽系の円周でほんの1光日しかない。
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187「宇宙は自ら進化した」 ダーウィンから量子重力理論へ リー・スモーリン The Life of the Cosmoc Lee Smolin 1997年(訳:野本陽代 2000 年) NHK出版
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