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ホログラム理論3

エントロピーとは、熱力学、統計力学、情報理論など様々な分野で使われている。しかし分野によって、その定義や意味付けは異なる。よってエントロピーを一言で説明することは難しいが、大まかに「何をすることができて、何をすることができないかを、その大小で表すような量」であると言える。
熱力学ではエネルギーを温度で割った値であらわされ、閉ざされた系では何もしなければ不可逆的な乱雑さに向かう度合いを表す。生体でいえば誕生した時にはエントロピーは最小で死ぬ時が最大となる。

エントロピーは、与えられたエネルギーや体積の下で、何パターンの構成の仕方があるのか(何パターンの波動関数を取り得るか)を表す量である。これは、そのエネルギーや体積の下で、その物質が最大でどれだけ多くの情報を原理的に蓄えることができるのか情報量を表すものと定義もされます。

簡単には熱エネルギーや情報量の大小を表す指標といったらよいのだろうか。

ホーキング博士の提案した、結果自身の誤りを認めたものにブラックホールでの情報(物)は内部に吸い込まれ強大な重力により圧縮されて全て消滅するとする仮説があぅた。

それは、エネルギー不滅の法則に反し、エントロピーが0になるのはおかしいとの論争に発展したことは、前にも述べた。

ー「現在ではブラックホールに落ちていった情報(物質)については言えば、ブラックホールにリンゴが落下したとしても、リンゴはブラックホールの内部構造の一部となるので、ばらばらに分解されたリンゴの情報が二度と再現されないのではなくリンゴの居場所は情報として分かるともいわれている。情報が内部で取りうるパターンを調べると、熱力学から導かれる結果にも一致すると理研の研究者の説もあり、すべての情報がホール内部に飲み込まれ消滅する手前の事象の地平面に保存されるとされた従来説も否定されかけているようだ。ブラックホール内での情報保存の在り方が分かれば、遠い未来には大容量の情報ストレージ(データの保存装置)としてブラックホールを活用できるかもしれないという」-

普段なにげに見上げている空の星や、身の回りに存在する物質についてその起源を考えることはあまりないと思いますが、実はその存在は、別の宇宙からやってきた「ホログラム」かもしれないという研究結果が発表され、注目が集まっているのも事実です。

ブラックホールが物(情報)を飲み込んでいく様子は、書籍を次々と電子書籍化するためにスキャナで読み込んでいるようなもの、と言えるかもしれません。この仮説が「ホモグラフ理論・ホログラフィック原理」と呼ばれています。

もしもブラックホールが情報を境界の表面や内部に保存しているならば、ホーキング放射と呼ばれる放射により、情報が符号化されたり運ばれたりするのを知るチャンスがあります。

つまりブラックホール自身が消えたりしても、内部の情報が保存されていたなら、情報が失われることはないので、物理法則がやり直しになることはなく、情報パラドックスは解消されるということになります。そうなると私たちの「現実」の理解は根本的に変更を余儀なくされます。

ブラックホールに吸い込まれたすべての事象の情報が表面に保存されている場合には基本的には3次元のものが平面上に符号化されていることを意味します。

これはホログラムと同じです。ホログラムは3次元イメージを符号化して、平らなプラスチックに置き換えるものです。

ブラックホールは、内部のすべての事象を表面上に符号化しているので、ホログラムのようなものだと言えます。ブラックホール内部の人も普通の3次元世界を体験します。しかし、ブラックホールの外部にいる私たちにとっては、表面の平らな画像ということになります。

2次元と3次元にまたがるブラックホールの二重性を許容するならば、わたしたちがいる宇宙全体が成り立ち得るのです。ブラックホールの中の人が2次元に符号化されているのに気付かないように、私たちも宇宙の果てで平面に符号化されているかもしれません。結局、わたしたちの宇宙は複雑で、正しく理解するにはさまざまな物理学の理解が必要だということです。ブラックホールは「現実」の本質を理解するための重要なキーになるのです。

普段なにげに見上げている空の星や、身の回りに存在する物質についてその起源を考えることはあまりないと思いますが、実はその存在は、別の宇宙からやってきた「ホログラム」かもしれないという仮説に注目が集まっています。「ホログラム」とは言っても、これは宇宙のある一点から発せられた光源によって宇宙が照らされていることを意味しているのではなく、すべての物質を説明する理論であるひも理論(弦理論)および超ひも理論(超弦理論)を説明する概念となっています。

「すべての物質の中には、振動する極めて小さなエネルギーの糸が存在する」というひも理論(超ひも理論)は、アインシュタインによる「一般相対性理論」と「量子力学」が直面する矛盾を解決することができる理論の一つと言われていますが、まだその仮説は証明されるに至っていません。超ひも理論における重要な概念を発見したことで知られているフアン・マルダセナ教授が1997年に発表した論文では、「極めて小さな振動する『ひも』によって生みだされるエネルギーである重力は、高度な物理学の観点によって説明される」という仮説を発表しました。

「ひも」は通常の理解をはるかに超える10次元に存在するものですが、実際にはより低次元で重力の存在しない別の宇宙から届くホログラムである、というマルダセナ教授の仮説は、50年以上にわたって現代の科学の謎とされてきた「一般相対性理論」と「量子力学」の矛盾を解決するものとして多くの関心を集めることになり、世界中で研究が行われているのです。

以上はWeb上の記事を集めて理解できるように纏め上げたものです。

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