我々の宇宙の将来

人類の古代から続く宇宙への探究は、１６〜１７世紀に太陽系モデルを手に入れた後も加速し続け、今では物理学の発展を基に、我々の宇宙の始まり、またその誕生以前の世界をも議論できるようになってきました。我々の宇宙は約１３８億年前に生まれ、我々の太陽はその中で約４６億年前に私たちの天の川銀河の中に生まれた恒星です。

では、我々の住むこの宇宙の未来はどうなっていくのでしょうか? まず、現在の銀河の速度等の観測から、我々の銀河系は約４０億年後にはアンドロメダ銀河と衝突、合体をして一つの大きな銀河になることがわかっています。

また、近くの他の小さな銀河もこの巨大な銀河にのみ込まれます。しかし、銀河の中の恒星同士の距離は非常に離れているので、この際に恒星同士が衝突することはまずありません。そのため、我々の太陽はこの銀河間の衝突を乗りきると思われますが、それでも今から５０億年ほどもすれば燃え尽きて、白色矮星と呼ばれる小さな天体になってしまいます。

一方、我々の銀河系から十分離れたところにある銀河は巨大銀河に吸収されることなく、宇宙が加速膨張を続けることによりどんどん遠ざかっていくと考えられます。そしてある時点(今から数百億年ほど)で、それら全ての遠ざかる速さが光速を超えることになり、永遠に視界から消えてしまいます。

つまり、今から数百億年以降にこの巨大銀河の中に発生した文明が宇宙を観測したとしたら、自分たちが住んでいる銀河以外には何もないという宇宙を見出すはずです。そして、このはるか後、およそ1億年後、この巨大銀河も重力により太陽質量の１００倍程度の巨大なブラックホールへ崩壊してしまいます。

このブラックホールはその巨大な質量を反映して、半径３００光年程度とかなり大きいものです。そしてこれより先、宇宙にはこのブラックホールがのみ込めるものは何もなくなるため、ブラックホールはホーキング放射を通してゆっくりと蒸発していく事になります。

ホーキング放射とは、ケンブリッジ大学の故スティーヴン・ホーキング博士により発見された効果のことです。量子力学を考えるとブラックホールも極めてゆっくりではありますが熱的放射をしており、これが続くと最後にはブラックホールは蒸発してなくなってしまいます。このブラックホールの蒸発には、およそ１００億年程度もかかります。

そしてその後には、宇宙はただ加速膨張を続けるだけの「からっぽ」の空間になってしまいます。より正確には、もしこの空間に観測者がいたとすると、空間は加速膨張に伴う量子力学的効果である絶対温度１０度程度の放射で満たされているように見えることになります。からっぽの空間は、我々がイメージするからっぽとは少し違います。

もし我々の宇宙が唯一無二の存在であれば、宇宙はこのからっぽの状態に永久にとどまることになるでしょう。しかし、マルチバース理論によれば、我々の宇宙はどこかの時点で別の宇宙に崩壊してしまいます。つまり、他の泡宇宙が生まれ、我々の宇宙はそれにのみ込まれてしまうのです。

この崩壊が今まで述べてきた過程のどの時点で起こるのかは、現在の理論では計算できません。そして、それがどんな宇宙なのかも現在の理論ではわかりません。しかも、もしこれを計算できる完全な理論が完成したとしても、「次の」 宇宙がどんなものになるのかは、量子力学的な確率の意味でしかわからないのです。

マルチバース理論は、我々が全宇宙と思っていたものが、無数の泡宇宙の中のたった一つにすぎないと教えてくれます。これは、たとえば我々の祖先から子孫へと延々と続く流れの中に存在するたった一人の人間にすぎないようなものです。

タンパク質のような小さな分子も、太陽のような恒星も、生まれては消えていきます。そして、宇宙もまたそうであるようなのです。マルチバースは、現代物理学が到達した極めて「革命的」な描像ではありますが、諸行無常に慣れ親しんだ我々日本人にとっては、もしかしたらより自然なものに感じられるかもしれません。

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