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【投稿16日目】相対性理論と量子論とペンシルビバップの締め切り

「ブラックホールに突入すると宇宙の終わりが見える」という話を知っていますか? 

アインシュタインの提唱した相対性理論によれば時間は相対的で、流れる早さは変わります。

重力が空間を歪ませるので、歪んだ空間を長く通る分、時間の進み方は変化しているということです。

光の速さは一定であるという「光速度不変の原理」というものがあります。
しかし同じ距離に対して光の到達する時間が変わるのであれば、光の速度は不変なのですから「時間」の方が変化している、ということです。

実際、重力が時間の流れを歪ませることが実証されています。
大気圏外にあるGPS衛星は地球表面の重力圏内にある時計よりも時間が早く進むのです。

これを計算して、GPS衛星は地球上の時計よりもほんの少しだけ遅く進むようにつくられています。

重力が強くなればなるほど時間の流れはゆっくりになります。
そしてブラックホールは超大質量を持つ星。

光すら脱出できない超重力のブラックホールの中では時間の流れはほとんど止まり、逆にブラックホールから外を観測すれば時間が加速しているため、無限に加速を続けて宇宙の終わりまで観測できる。

かも知れない。

かも知れないというか、理屈としてはそうなるよね、という話です。

「時間の流れは相対的である」ということです。

数々のSF作品で用いられて一般的に知られる概念になりましたが、それを今から100年以上も前に提唱したアインシュタインは真の天才と呼べるでしょう。

そんなアインシュタインの誤算はふたつあります。

ひとつは、量子力学を否定したこと。

量子というものはとても小さな物質のことです。
原子や分子、電子や光子といったものです。

とても小さな量子には、不思議な性質があります。

量子の正体が「波なのか、粒なのか」を確かめようと思って観測をします。

すると量子は、観測していなければ波の振る舞いをするのに、観測していると粒としての振る舞いを見せます。

粒子は普段は波の形をしてあらゆるところに存在しているのです。確率波と言います。

そして確率波を観測をすると、観測したポイントで粒として発見されます。
これを波動関数の収縮と言います。

「なに言ってんだコイツ」
という方と「知ってるわそのくらい」という方と分かれると思いますが、量子の世界では何故か物理法則の常識が通用しません。波を観測すると粒になる理屈もわかりません

量子は観測の可否で振る舞いが変わるなどあまりにも物理の法則とかけ離れているため、地球上で当たり前にみられる物理の現象を「古典力学」と呼び、量子の世界でだけ起こる出来事を「量子力学」と呼びます。

「量子力学」の話で有名なのはシュレディンガーの猫ですね。箱の中の猫は死んでいる状態と生きている状態の重ね合わせにあり、箱を開けるまでどちらが出るかわかりません。非人道的な猫殺戮装置です。

量子には他にも面白い性質があります。
量子エンタングルメント(量子もつれ)と言います。

量子Aが分裂して量子A1とA2になった場合、このふたつの量子の向き(スピン方向)はコインの裏表のように必ず反対になります。

A1が上を向いているなら、A2は必ず下を向きます。

これも重ね合わせの状態になって観測されるまでは確定しません。
A1を観測した瞬間、何億光年はなれていようと一瞬でA2が下向きで確定するのです。

これを応用した未来の技術が量子テレポーテーションで、分裂した量子に情報を付与することで一瞬で情報を伝達することができます。

SFの話ではありません。現実に21世紀の地球上で研究されていることで、実験にも成功しています。

それにしても何故、波だったはずのものが粒になるのか。

観測したことで物事が決まるなんておかしくない?

そもそも量子エンタングルメントが本当なら、光速度不変の法則が破れるじゃん。

このメカニズムがまったく解明できなかったので、アインシュタインは量子論は何かが間違っているか、まだ発見できていない法則があるのだと考えました。

「神はサイコロを振らない」と彼は言っています。
世界は物理法則の積み重ねでできており、一見すると滅茶苦茶に感じるものでも物理法則に照らし合わせれば不確実性はないわけです。

アインシュタインの主張した量子力学の矛盾はEPRパラドックスと呼ばれます。(パラドックスを提唱したアインシュタイン、ポドルスキー、ローゼンの頭文字をとってEPR)

議論は何十年も続き、「アインシュタインの主張が正しいならこういう式が成り立つ」「ベルの不等式」というものが提唱されました。

そしてついに1982年

アラン・アスペという物理学者の実験によって「ベルの不等式」は成り立たないことが証明されました。つまり量子力学が正しかったのです。

天才であるアインシュタインも間違えることはあります。
話をアインシュタインの誤算に戻しましょう。

アインシュタインの誤算のひとつは、量子力学を否定したこと。

そしてもうひとつは、相対性理論による「時間の歪み」が、地球上の同一重力下においても発生し、場合によって時間の流れが大きく変わる瞬間があると気付かなかったこと。

たとえば私たちペンシルビバップの締め切りが4月1日だったとしましょう。

不思議なことに4月2日から書き始める人がいます。
4月16日に原稿が出揃うことがあります。

何故締め切りが4月1日にもかかわらず、こうなるのでしょうか。

私は膨大な思考実験の末、ついにあることに気付きました。

これは締め切りが破られているのではなく、時間が歪んだことにより、
4月1日に提出された原稿が4月2日から着手されていたり、
4月16日に到着しているように見えているだけなのです。

あるいはあらゆる空間に確率波として存在する原稿が波動関数の収縮によって4月16日という時間軸で観測されただけなのかも知れません。

このあたりはまだまだ議論の余地があります。
いずれにせよペンシルビバップは活動開始からの6年間、一度も締め切りを破ったことがないのです。すばらしい。

科学の世界に一石を投じてしまいましたね。

そして、誰かこの「ペンシルビバップ締め切り一度も破っていない説」を提唱するために相対性理論と量子力学について勉強している私のことを褒めてください。そんな暇あるなら小説書けよとか言わず。

それではまた明日。



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ペンシルビバップ@小説サークル

小説サークル「ペンシルビバップ」は、イベント毎にひとつのテーマを決め、テーマに沿った短編小説を作風もジャンルもバラバラのメンバーが執筆しています。主な活動の場は文学フリマやコミティア、年4冊のオリジナルの小説同人誌を頒布しています。noteでは活動記録を残していきたいと思います。

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