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（３）「宇宙に始まりがある」ことの衝撃：天文学・数学 ③「複素数」の概念が「時間・空間」の観念を大きく変えた 「虚数時間」「虚数空間」とは何か～アインシュタイン的「時空」論から「複素数時空」論へ。 　かつてニュートンは時間と空間は絶対的なものであるとしました。物理現象が起きる入れ物と考えたのです。しかし、アインシュタインは相対性理論の中で時空とは入れ物ではなく物理的な対象である、と考えました。具体的には、以前は独立に存在すると考えられていた時間と空間が実際はローレンツ変換によって入り混じることが分かり（「特殊相対性理論」）、これによって物理学の扱う空間は3次元から4次元の時空となり、物理法則も修正を受けたのです。さらに「一般相対性理論」によって、時空は物質の存在によって歪むことが指摘されました。理論物理学的立場からすれば、「時空」は「重力」であり、「事象同士の関係」ということなのです。 　また、現代物理学における最大の焦点の一つとして「時空の量子化」がありますが、不確定性原理によると、短い時間であれば真空からエネルギーを借りることが出来ます。そのエネルギーが十分大きければ、ブラックホールを形成し、時空は穴だらけになってしまいます。この描像を「時空泡」（space－time foam）と呼びます。この穴の大きさは「プランク長」程度、存在時間は「プランク時間」程度になります。このぐらいのスケールでは、一般相対論的効果と量子効果が共に大きくなり、時空の量子化の問題は避けられません。このエネルギーがアインシュタイン方程式の「宇宙項」そのものであると考えられていますが、値を評価すると観測

（４）相対性理論と量子力学が統一される初期宇宙：物理学 ①マクロな重力理論である「相対性理論」の登場 ニュートンの「無限宇宙論」～時間・空間は宇宙のどこでも均一で、伸び縮みしないという「絶対時間」「絶対空間」と宇宙のどこにも特別な立場を認めない「相対性の原理」が前提となっています。かくして宇宙は無限の彼方にまで広がり、その全ては「万有引力」と「ニュートン力学の法則」（「慣性の法則」「加速度の法則」「作用・反作用の法則」）によって支配されていることになります。 アインシュタインの「重力場理論」～「相対性の原理」「光速度不変の原理」を前提とした4次元「時空」論です。「一般相対性原理」「一般共変性原理」「等価原理」を理論的な柱とし、「リーマン幾何学」を数学的土台として構築された、古典論的な重力場の理論であり、古典物理学の金字塔です。測地線の方程式とアインシュタイン方程式（重力場の方程式）が帰結です。この理論では、アイザック・ニュートンが発見した万有引力はもはやニュートン力学的な意味での力ではなく、時空連続体の歪みとして説明されます。 　相対論によれば空間は時空連続体であり、「一般相対性理論」では、その時空連続体が均質でなく歪んだものになります。つまり、質量が時空間を歪ませることによって、重力が生じると考えるのです。そうだとすれば、大質量の周囲の時空間は歪んでいるために、光は直進せず、また、時間の流れも影響を受けます。これが重力レンズや時間の遅れといった現象となって観測されることになるわけです。また、質量が移動する場合、その移動にそって時空間の歪みが移動・伝播していくために重力波が生じ