物理学者で作家のクラウディア・デ・ラムが物理学のパラドックスについて語る

1 重力って楽しいですね！

重力という言葉はニュートンによってラテン語から派生されました。 重力、重みと致命的な深刻さの両方を伝えます。 しかし、重力はその逆になる可能性があります。 パンデミックの影響で睡眠不足の日々に本を調べていると、アマゾンでハンモックに揺られたり、ナイアガラの滝の上空を飛ぶ方法を学んだり、最も思い出に残る瞬間に重力が果たした役割がフラッシュバックし続けました。ただ愛する人の腕の中に身を委ねるだけです。 なぜ同僚と私が「巨大重力」の理論を解明するために多大な努力を費やしてきたのかが、徐々に明らかになってきました。

厳密に言えば、私たちが発見した理論は、重力を媒介する粒子である重力子が質量を持つというモデルです。 これはアインシュタインの一般相対性理論を超えた重力の説明であり、宇宙論と素粒子物理学の境界面で理論物理学において現在私たちが直面している最も困難な問題のいくつかに取り組むことを目的としています。 しかし、無限の範囲を持つアインシュタインの理論は厳格で柔軟性に欠けるのに対し、私たちの理論は本質的に有限であり、ある時点でスイッチが切れて解放されます。 これは、ユーモアのセンスを備えたアインシュタインの理論です。時には深刻な重みを伴いますが、適切な状況下ではリラックスして少し楽しむ能力が隠されています。

2 シンプルさは一見複雑である可能性があります

E = マック² 間違いなく世界で最も有名な公式です。 これは、エネルギーが質量と光速の 2 乗の積に等しいこと、つまり、適切な条件下ではエネルギーと質量が等しいことを示しています。 私たちは、毎秒 470 万トンの質量を放出することで生成されるエネルギーである太陽の光と暖かさを毎日享受しており、それを当たり前のことと思っています。 今では、この地球に住んでいるほとんどの人が、この公式が本や T シャツに印刷されているのを見たことがあると思います。 ただし、これらの概念が実際に何を意味するのかを説明することは、私が扱い慣れている一見より専門的で曖昧な方程式を説明するよりもはるかに難しい場合があります。 この方程式は最も誤解されている方程式の 1 つでもあるかもしれません。

3 闇の速度は光の速度を超えることがある

私は、子供たちや魂の子供たちに物理的な概念を説明するのが大好きです。彼らはすべてを見抜いて要点をまっすぐに理解できるからです。 私は光の速度について何度も話そうとしましたが、いつも数秒以内に話を中断され、それを暗闇の速度と比較しようと試みられました。その後、会話はすぐにブラックホールに混沌と流れ込み、終わりが来ます。世界も、恐竜も。

宇宙は確かに暗い、あるいは少なくとも私たちにとっては暗く、宇宙の加速膨張を引き起こす流体のような要素であるダークエネルギーと呼ばれるもので満たされています。 状況によっては、このダークエネルギーが有限の速度で波を伝播することもあります。 興味深いことに、これらの闇の波の速度は、場合によっては光そのものの速度よりも速くなることがあります。

私たちの宇宙が平らで変化しない（平らな時空）場合、光より速く移動することは厳しく禁止されます。 しかし、私たちの宇宙はもっと興味深いものです。 それは時間の経過とともに進化し、重力に支えられた時空の湾曲をもたらし、一見不可能に見えるものに命を吹き込み、私たちの想像を超えます。

リード画像: サイバーマジシャン / Shutterstock

• クラウディア・デ・ラム

  投稿日: 2024 年 4 月 25 日

  Claudia de Rham は、インペリアル カレッジ ロンドンに拠点を置く理論物理学者です。 重力、宇宙論、素粒子物理学の界面における彼女の研究は、2020 年に若い科学者に贈られるブラヴァトニク賞を受賞しました。彼女の著書 落ちる美：重力を追い求める人生 この作品は、重力と親密になり、その感覚と基本的な性質の両方を理解しようとするデ・ラムの探求の興味深い個人的な物語を語っています。 彼女は物理学における女子の過小評価に反対する活動家です。

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