タイムトラベルは可能か?

2022年7月15日

タイムトラベルへの好奇心は何千年も前からある。

著者情報:Peter Watson氏, カールトン大学 名誉教授 物理学

タイムトラベルは、映画やテレビ、文学などの大衆文化に定期的に登場し、タイムトラベルのストーリーは数え切れないほどあります。

しかし、この考えは驚くほど古くからあります。

2500年以上前にソフォクレスによって書かれたギリシャ悲劇『オイディプス王』が最初のタイムトラベル物語だと主張することができます

しかし、実際にタイムトラベルは可能なのでしょうか?

このコンセプトの人気の高さを考えると、これは正当な疑問です。

理論物理学者である私は、この質問に対していくつかの可能な答えがあり、そのすべてが矛盾しているわけではないと考えます。

最も単純な答えは、タイムトラベルは不可能だというものです。

なぜなら、もし可能なら、我々はすでにタイムトラベルをしているからです。

熱力学の第二法則相対性理論などの物理法則によって禁止されていると主張することもできます。

また、技術的な課題もあります。

可能かもしれませんが、膨大なエネルギーが必要になります。

自由意志が存在しない場合、多くの世界が存在する場合、あるいは過去が目撃されるだけで体験できない場合、タイムトラベルのパラドックスという問題も、仮に解決することができるでしょう。

タイムトラベルが不可能なのは、時間が直線的に流れていて、それをコントロールできないからかもしれないし、時間は幻想であって、タイムトラベルは関係ないのかもしれません。

タイムトラベルの理論には、映画を見るように過去を観察することはできても、そこにいる人々の行動に干渉することはできないとするものがある。(Rodrigo Gonzales/Unsplash)


物理法則

時間、空間、重力の性質を記述したアルバート・アインシュタインの相対性理論は、私たちの最も深い時間の理論であるため、タイムトラベルは相対性理論によって禁じられていると考えたいところです。

しかし、残念ながら、研究所の同僚の一人であるクルト・ゲーデルは、タイムトラベルが可能どころか、過去と未来が表裏一体となった宇宙を発明してしまったのです。

実際にタイムマシンを設計することは可能ですが、これらの(原理的に)成功した提案のほとんどは、負のエネルギー、あるいは負の質量を必要とし、それは我々の宇宙には存在しないようです。

負の質量のテニスボールを落とすと、上に落ちていきます。

この議論は、実際にタイムトラベルができない理由を、私たちがよく理解していない負のエネルギーや質量という別の考えを巻き込むことによってしか説明できないので、かなり不満足なものです。

数理物理学者のフランク・ティプラーは、負の質量を伴わないタイムマシンを概念化しましたが、宇宙空間に存在する以上のエネルギーを必要とします

タイムトラベルは、エントロピーやランダム性は常に増加するという熱力学の第二法則にも反しています。

時間は一方向にしか進みません。

言い換えれば、卵のスクランブルエッグを元に戻すことはできません。

つまり、過去に行くということは、現在(高エントロピー状態)から、より低エントロピーであるはずの過去に行くということです。

この議論は、イギリスの宇宙論者アーサー・エディントンに端を発するものですが、せいぜい不完全なものでしかありません。

おそらく、過去へのタイムトラベルを止めることはできても、未来へのタイムトラベルについては何も書いていません。

実際、私が来週の木曜日に行くことは、先週の木曜日に行くのと同じように難しいのです。

パラドックスの解決

もし、私たちが自由にタイムトラベルできるようになれば、パラドックスに遭遇することは間違いありません。

最もよく知られているのは「祖父のパラドックス」です。

仮にタイムマシンを使って過去に行き、父親が受胎する前に祖父を殺害し、それによって自分の出生の可能性をなくすことができるとするものです。

論理的には、「存在すること」と「存在しないこと」の両方はありえません。

1969年に出版されたカート・ヴォネガットの反戦小説『スローターハウス5』は、祖父のパラドックスを回避する方法を描いています。

もし、自由意志が単に存在しないのであれば、過去に自分の祖父を殺すことは不可能です。

この小説の主人公ビリー・ピルグリムは、自分の世界線(自分が存在する時間軸)上の他の地点には移動できますが、時空間の他の地点には移動できないので、祖父を殺すことを考えることすらできないのです。

『スローターハウス5』の宇宙は、私たちが知っているすべてのことと一致しています。

熱力学の第二法則はその中で完全に機能し、相対性理論との矛盾もありません。

映画を見るように過去を観察することはできても、その中の人々の行動に干渉することはできないのです。

では、過去に戻って祖父やヒトラーを殺害するような、実際の過去の改変は可能なのでしょうか?

多元宇宙論には、異なる宇宙には多くの時間軸が存在するという考え方があります。

ディケンズの『クリスマス・キャロル』では、エベニーザー・スクルージが2つの時間軸を経験し、一方は恥ずべき死を迎え、もう一方は幸福になるとされています。

Would you use time travel to kill baby Hitler?
Voxは、『Time Travel, A History』の著者James Gleick氏に、タイムトラベルとヒトラー問題の起源について尋ねた。

時間は川である

ローマ皇帝マルクス・アウレリウスはこう書いています。

「時間は、起こる出来事と激しい流れからなる川のようなもので、あるものが見られるとすぐに流され、代わりに別のものが来て、これも流される。」

岩の周りを流れる川のように、宇宙のあらゆる地点を時間が通り過ぎていくことは想像できます。

しかし、この考えを正確に伝えるのは難しいです。

川の流れは、一定時間に一定長さを通過する水の量です。

したがって、もし時間が流れであるとすれば、それは1秒につき1秒の割合であり、これはあまり有用な洞察ではありません。

理論物理学者のスティーブン・ホーキングは、タイムトラベルを禁じるまだ知られていない物理原理である「時間順序保護仮説」が存在するはずだと示唆しました。

ホーキング博士のコンセプトは、「ブラックホールから情報を得ることはできないので、その内部で何が起こっているのか知ることはできない」という考え方に端を発しています。

しかし、この議論は冗長です。

なぜなら、我々はタイムトラベルできないからです。

そこで研究者たちは、時間と空間が何か別のものから「出現」する、より根本的な理論を研究しています。

これは量子重力と呼ばれているが、残念ながらまだ存在していません。

では、タイムトラベルは可能なのでしょうか?

おそらく無理でしょう。

しかし、確かなことは分かりません。

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

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