TED日本語 - アラン・アダムズ: 物理学を書き換えうる発見

TED日本語

TED Talks(英語 日本語字幕付き動画)

TED日本語 - アラン・アダムズ: 物理学を書き換えうる発見

TED Talks

物理学を書き換えうる発見
The discovery that could rewrite physics
アラン・アダムズ
Allan Adams

内容

2014年3月17日、物理学者のグループが身震いのするような発見を発表しました。ビッグバンにつながる宇宙のインフレーション理論を証明する「動かぬ」証拠となるデータを得たのです。物理学者ではない私たちにとって、それは何を意味するのでしょうか。TEDの依頼で、急遽、アラン・アダムズがこの結果について簡単な説明をします。イラストはxkcdのランダル・モンローです。

Script

If you look deep into the night sky, you see stars, and if you look further, you see more stars, and further, galaxies, and further, more galaxies. But if you keep looking further and further, eventually you see nothing for a long while, and then finally you see a faint, fading afterglow, and it's the afterglow of the Big Bang.

Now, the Big Bang was an era in the early universe when everything we see in the night sky was condensed into an incredibly small, incredibly hot, incredibly roiling mass, and from it sprung everything we see.

Now, we've mapped that afterglow with great precision, and when I say we, I mean people who aren't me. We've mapped the afterglow with spectacular precision, and one of the shocks about it is that it's almost completely uniform. Fourteen billion light years that way and 14 billion light years that way, it's the same temperature. Now it's been 14 billion years since that Big Bang, and so it's got faint and cold. It's now 2.7 degrees. But it's not exactly 2.7 degrees. It's only 2.7 degrees to about 10 parts in a million. Over here, it's a little hotter, and over there, it's a little cooler, and that's incredibly important to everyone in this room, because where it was a little hotter, there was a little more stuff, and where there was a little more stuff, we have galaxies and clusters of galaxies and superclusters and all the structure you see in the cosmos. And those small, little, inhomogeneities,20 parts in a million, those were formed by quantum mechanical wiggles in that early universe that were stretched across the size of the entire cosmos.

That is spectacular, and that's not what they found on Monday; what they found on Monday is cooler. So here's what they found on Monday: Imagine you take a bell, and you whack the bell with a hammer. What happens? It rings. But if you wait, that ringing fades and fades and fades until you don't notice it anymore. Now, that early universe was incredibly dense, like a metal, way denser, and if you hit it, it would ring, but the thing ringing would be the structure of space-time itself, and the hammer would be quantum mechanics. What they found on Monday was evidence of the ringing of the space-time of the early universe, what we call gravitational waves from the fundamental era, and here's how they found it. Those waves have long since faded. If you go for a walk, you don't wiggle. Those gravitational waves in the structure of space are totally invisible for all practical purposes. But early on, when the universe was making that last afterglow, the gravitational waves put little twists in the structure of the light that we see. So by looking at the night sky deeper and deeper -- in fact, these guys spent three years on the South Pole looking straight up through the coldest, clearest, cleanest air they possibly could find looking deep into the night sky and studying that glow and looking for the faint twists which are the symbol, the signal, of gravitational waves, the ringing of the early universe. And on Monday, they announced that they had found it.

And the thing that's so spectacular about that to me is not just the ringing, though that is awesome. The thing that's totally amazing, the reason I'm on this stage, is because what that tells us is something deep about the early universe. It tells us that we and everything we see around us are basically one large bubble -- and this is the idea of inflation -- one large bubble surrounded by something else. This isn't conclusive evidence for inflation, but anything that isn't inflation that explains this will look the same. This is a theory, an idea, that has been around for a while, and we never thought we we'd really see it. For good reasons, we thought we'd never see killer evidence, and this is killer evidence.

But the really crazy idea is that our bubble is just one bubble in a much larger, roiling pot of universal stuff. We're never going to see the stuff outside, but by going to the South Pole and spending three years looking at the detailed structure of the night sky, we can figure out that we're probably in a universe that looks kind of like that. And that amazes me.

Thanks a lot.

(Applause)

夜空を眺めると 星が見えます ずっと遠くを観察すると もっと星が見え 更に遠くを観察すると銀河が いくつも見えます 更にもっと遠くを見て行くと 暫くずっと何もない状態が続き 最後に かすかに消え行く 残光が見えます ビッグバンの残光です

ビッグバンの瞬間―宇宙最初期には 今夜空で見えてるものの全てが 恐ろしく小さく凝縮され 超高密度 超高温度の 熱い火の玉でした 私たちの周りの全ては そこから始まったのです

さて その残光は非常に精密に マッピング観測されています 観測したのは私ではないのですが 残光は厳格に細かく 観測されています その結果で驚くことの1つは 140億光年四方 ほとんど完全に均質で 140億光年四方 ほとんど完全に均質で 同じ温度なことです ビッグバンから 140億年が経った今では 微かに冷たくなり 絶対温度2.7度です 完全に2.7Kというわけでなく 10万分の1程度ムラがあります 少し熱い所があったり 少し冷たい所があったりします ここにいる皆さんにとって これは大きな意味があります なぜなら熱い所は 何かがあり 何かある所にこそ 銀河や銀河団や 超銀河団や 宇宙で見られる 全てのものがあるからです 5万分の1の割合で存在する こうした小さな不均質性は 量子的ゆらぎが生み出したもので 宇宙初期 宇宙全体に広がりました

壮大なものです 3月17日の発見はそれではなく もっとクールなことで これがそうです 鐘を考えてみて下さい 金槌で鐘を叩くと どうなります?音が鳴りますね 暫くすると その音は どんどん小さくなって行き 聞こえなくなります 初期の宇宙は非常に密度が高く 金属よりも超高密度で 叩くと音が出る程だったでしょう 音を出すのものは 時空そのものの構造で 金槌は量子力学です 3月17日の発見は 宇宙初期の時空が鳴り響く音を 証明するもので 「重力波」と呼ばれ 宇宙の原始時代からのものです 発見の経緯はこうです 重力波は とうの昔に 弱まっていますから 私たちが散歩に出かけ ブルブル震える事はありませんが 宇宙の構造の中で重力波は 事実上 全く無視して構わないものです しかし 宇宙がまだ最後の 残光を発している初期には 重力波は 私たちが見る光の構造に 微かなパターンを残しました この研究チームは夜空をよく見て ― 実際 南極で3年間費やして 何処にもないような冷たく 澄み切った空気の中で 空を見上げ あの残光を観察し 微かなパターンとなった 重力波のシグナル ― 初期の宇宙が鳴る音を見つけ 3月17日 この発見を 発表したのです

これがすごいのは ビッグバンからの波 ― というだけでなく 勿論それはすごいのですが ― 本当にすごいのは これを言う為に 今日ここに来たのですが ― このことは 初期の宇宙にとって 深い意味があるのです つまり これが示す事は 私たちの宇宙は 1つの大きな泡のようなもの ということです これこそ インフレーション理論です 何かに囲まれた大きな泡なのです 決定的証拠ではありませんが インフレーション以外で これを説明しようとしても 結局同じことになるでしょう これは長い間1つの理論 アイデアであって 重力波は検知される事はないだろう と思われていました こんな有力な証拠が 見られるとは思わなかったのです

信じられないような事は 私たちの宇宙は 様々なものが 渦巻く中の1つの泡にすぎないのです 私たちの宇宙以外は 見る事はなくても 南極で3年暮らし 夜空の構造を詳細に観察すると 私たちはそんな宇宙の中に 居るんだと実感できるのです 本当に驚かされます

ありがとう

(拍手)

― もっと見る ―
― 折りたたむ ―

品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

関連動画