「よく分かる宇宙論の歴史~人類最大のロマンは宇宙の「根源」にある~⑨」
(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
0