科学者が宇宙に7次元があると主張

科学者が宇宙に7次元があると主張

Steve Watson氏によるModernity.newsの記事を翻訳。

著名な物理学者は、私たちの宇宙が、私たちが毎日経験する空間と時間の4次元に限定されているわけではないという大胆な提案をしました。代わりに、それは合計7次元で機能する可能性があり、3つのコンパクトな余剰次元が非常にタイトに折り畳まれているため、目に見えません。

このアイデアは、SFではなく、現代物理学の最も永続的な謎の1つであるホーキングによって1970年代に最初に強調されたブラックホールの情報パラドックスを解決しようとする試みから生まれています。

スロバキア科学アカデミーの実験物理学研究所のシニア研究者であるリチャード・ピンチャク氏が、この新しいモデルの背後にあるチームを率いています。General Relativity and Gravitation誌に掲載されたこの研究は、特定の幾何学的構造で配置された余剰次元が、ブラックホールが完全に蒸発するのを防ぐ方法を探求しています。

ホーキングのブラックホールの蒸発に関する理論は、量子力学の法則と矛盾しています。新しい論文は、宇宙に7次元があるという条件で、このパラドックスを回避する方法を見つけました。 https://t.co/NR5a0HoFXQ
— Live Science (@LiveScience) 2026年4月16日
私たちが知っている4次元—3つの空間次元と1つの時間次元—は、日常的な経験とアインシュタインの一般相対性理論の基礎となっています。しかし、ピンチャク氏のフレームワークはさらに3次元を追加しています。

「私たちは3次元の空間と1次元の時間—合計4次元を経験します。」ピンチャク氏は説明します。「私たちのモデルは、宇宙には実際には7次元があり、私たちが知っている4次元に加えて、私たちが直接知覚できないほどタイトに折り畳まれた3つの小さな余剰次元があることを提案しています。」

これらの隠された次元は、高度に対称なG?-多様体という形で存在します。この幾何学では、ねじれと呼ばれる特性が時空にねじれの効果を生み出します。ブラックホールがホーキング放射によって縮小されるにつれて到達する極めて小さなスケールでは、このねじれが反発力を生成します。

この提案は、情報パラドックスに直接対処します。ホーキングは、ブラックホールが放射を放出して徐々に質量を失い、最終的には完全に蒸発することを示しました。しかし、量子力学は、情報が破壊されるのではなく、単にスクランブルされるだけであると主張しています。

「本を火に投げ込むと想像してみてください。」ピンチャク氏は言います。「本は破壊されますが、原理的には煙、灰、熱からすべての単語を再構築できます—情報は失われるのではなく、スクランブルされます。」

しかし、完全に蒸発するブラックホールでは、内部に落ちたすべてのものに関する情報が永遠に消えてしまうように見えるため、一般相対性理論と量子理論の間の根本的な矛盾が生じます。

ピンチャク氏の7次元モデルは、この抜け道を提供します。ブラックホールが最終段階に近づくと、ねじれ誘発性の反発力がブレーキのように作用します。

「この反発力はブレーキとして作用し、ブラックホールが完全に消滅する前に蒸発を停止させます。」ピンチャク氏は述べています。

残るのは、電子の質量よりも約100億倍小さい、安定した微視的な残存物です。この残存物は、クワジーノーマルモードとして知られる微妙な振動を通じて、失われた情報をエンコードできます。

同じ幾何学的構造は、粒子物理学ともつながっています。余剰次元におけるねじれ場は、WボソンとZボソンの質量を付与する責任があるヒッグス機構と同様のポテンシャルエネルギー景観を生成します。

「同じねじれ場…は、WボソンとZボソン—弱い核力の伝達者—の質量を付与する責任があるものと同様のポテンシャルエネルギー景観を生成します。」ピンチャク氏は言います。

これは、粒子の質量が、隠された次元自体に関連する幾何学的な起源を持つ可能性があることを示唆しています。

研究者らは、彼らのアプローチが量子重力を完全に解決することを意図しているわけではないと強調しています。準古典的な近似は、完全な量子重力効果が支配するプランクスケール付近で破綻します。

「ブラックホールがプランクスケールに向かって縮小するにつれて、私たちのものを含むすべての既存のモデルは、深層量子重力領域への移行に直面しなければなりません。」ピンチャク氏は認めます。

「私たちのアプローチを際立たせているのは、準古典的な蒸発が残存質量まで完全に機能すると主張しないことです。」彼は付け加えます。「その時点で、新しい物理効果…が作用し、構成を安定させます。」

このモデルは、余剰次元に関連する仮説のカルーザ・クライン粒子の予想される質量など、テスト可能な予測を行います—現在の加速器の範囲を超えていますが、原理的には反証可能です。

「重要な点は、予測が具体的であること—モデルは間違っている可能性があり、それが科学性を高めるものです。」ピンチャク氏は言います。

直接的な実験的確認は遠い未来にありますが、このアイデアは、力が統一される上で余剰次元が中心的な役割を果たす、弦理論やM理論から馴染みのある概念に基づいています。また、ピンチャク氏の研究チームによる、G?幾何学とその対称性の破れと粒子特性に対する影響を探求する以前の研究にもつながっています。

現時点では、この提案は重力、量子力学、粒子物理学を結びつける創造的な理論的橋として立っています。それは、現実の隠された構造と、宇宙の最も深い秘密が、まだ知覚していない次元に織り込まれている可能性があるかどうかについて、斬新な思考を促します。

原始ブラックホール、重力波、または高エネルギー粒子衝突の将来の観測が、この仮説を裏付けるかどうかはまだわかっていません。しかし、ブラックホールの安定性と粒子の質量を同じ幾何学的フレームワークから導き出すという優雅さは、長年の謎に対する説得力のある新しいレンズを提供します。

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Tyler Durden
2026年4月19日 日 18:40