【余剰次元】リサ・ランドールが語る宇宙の謎と可能性

今回は、ハーバード大学の理論物理学者であるリサ・ランドール博士について紹介したいと思います。リサ・ランドール博士は、素粒子物理学と宇宙論を研究しており、「ワープした余剰次元」という画期的な理論で世界的に有名です。この理論は、私たちが住む宇宙が4次元ではなく5次元であるというもので、重力や素粒子の性質を説明することができます。また、この理論は、平行宇宙や異次元の存在も示唆しています。そんなリサ・ランドール博士の業績や思想に迫ってみましょう。

この記事では、以下の3つの見出しでリサ・ランドール博士について解説します。

- リサ・ランドール博士の経歴と人物像

- リサ・ランドール博士が提唱する「ワープした余剰次元」の理論とその意義

- リサ・ランドール博士が見る宇宙の未来と可能性

それでは、早速見ていきましょう。

リサ・ランドール博士の経歴と人物像

リサ・ランドール博士は、1962年にアメリカ合衆国ニューヨーク州ニューヨーク市クイーンズ区に生まれました。幼い頃から数学や科学に興味を持ち、高校時代には数学オリンピックに出場しました。

高校の同級生には、同じく理論物理学者であるブライアン・グリーン博士がいます。1983年にハーバード大学を卒業し、1987年に同大学から物理学の博士号を取得しました。その後、プリンストン大学やマサチューセッツ工科大学で研究を行い、2001年にハーバード大学の教授に就任しました。現在も同大学で教鞭をとりながら、世界中の研究機関やメディアで活躍しています。

リサ・ランドール博士は、女性として初めてプリンストン大学やマサチューセッツ工科大学で理論物理学者として終身在職権を得た人物です。また、2007年にはタイム誌によって「世界で最も影響力のある100人」の一人に選ばれました。その他にも多くの賞や栄誉を受けており、その業績は高く評価されています。

リサ・ランドール博士は、物理学者としてだけでなく、作家や芸術家としても才能を発揮しています。彼女はこれまでに3冊の一般向けの本を出版しており、「ワープする宇宙」「宇宙の扉をノックする」「ダークマターと恐竜絶滅」などが日本語でも読めます。

これらの本では、彼女自身が研究している余剰次元やブレーンワールドといった難解な理論を、わかりやすく説明しています。また、彼女はオペラの台本を書いたり、美術展に参加したりと、科学と芸術の融合にも挑戦しています。彼女は、物理学がクリエイティブであることを人々に伝えることが重要だと考えています。

リサ・ランドール博士が提唱する「ワープした余剰次元」の理論とその意義

リサ・ランドール博士が最も有名になったのは、1999年にラマン・サンドラム博士と共同で発表した「ワープした余剰次元」という理論です。

この理論は、私たちが住む宇宙が4次元ではなく5次元であるというもので、重力や素粒子の性質を説明することができます。この理論は、超ひも理論や超対称性理論などの先端的な物理学の発展に基づいています。

この理論では、私たちが住む宇宙は3次元のブレーンと呼ばれる平面状の空間であり、その上に物質やエネルギーが存在しています。

しかし、このブレーンは5次元の空間に埋め込まれており、その5次元目の方向にも別のブレーンが存在しています。このように、宇宙は複数のブレーンから構成されており、それぞれに異なる物理法則が支配されていると考えられます。このような宇宙をブレーンワールドと呼びます。

ブレーンワールドでは、重力以外の力（電磁気力や強い力や弱い力）は私たちのブレーンに閉じ込められており、他のブレーンには影響しません。

しかし、重力は5次元全体に広がっており、他のブレーンにも及びます。これは、重力子と呼ばれる重力を媒介する素粒子が余剰次元を移動できるからです。このため、重力は他の力に比べて非常に弱く感じられます。つまり、私たちが住む宇宙では重力が希釈されているということです。

しかし、リサ・ランドール博士とラマン・サンドラム博士は、5次元空間が平坦ではなく歪んでいる場合を考えました。彼らは、私たちのブレーンと反対側にある別のブレーン（隠れたブレーン）の間に負のエネルギーを仮定しました。

すると、5次元空間は指数関数的に歪み（ワープ）、私たちのブレーンから遠ざかるほど重力が強くなります。このような歪んだ空間をアンチ・デ・ジッター空間と呼びます。

このようなワープした余剰次元を考えることで、いくつかの物理学的な問題を解決することができます。例えば、

- 階層性問題：素粒子物理学では、素粒子の質量や相互作用の強

続きます。

- 階層性問題：素粒子物理学では、素粒子の質量や相互作用の強さには大きな階層差があります。例えば、重力は他の力に比べて約10^32倍も弱いです。

これは、なぜそんなに差があるのか、どうやって調和させるのかという問題です。ワープした余剰次元では、重力が私たちのブレーンから遠ざかるほど強くなるので、隠れたブレーンでは重力が他の力と同じくらい強くなります。つまり、階層差は5次元空間の歪みによって生じていると考えることができます。

- 電弱統一問題：素粒子物理学では、電磁気力と弱い力は高エネルギーでは統一されると考えられています。しかし、その統一された力（電弱力）の性質を説明するには、ヒッグス粒子と呼ばれる素粒子が必要です。

しかし、ヒッグス粒子の質量は非常に不安定であり、量子補正によって無限大になりそうです。これを回避するためには、超対称性理論などの新しい物理法則が必要です。

しかし、超対称性理論はまだ実験的に確認されていません。ワープした余剰次元では、ヒッグス粒子は私たちのブレーンに局在しておらず、5次元空間に広がっています。そのため、量子補正は小さくなり、ヒッグス粒子の質量は安定します。つまり、超対称性理論なしでも電弱統一を説明することができます。

- コズミックインフレーション問題：宇宙論では、ビッグバン直後に宇宙が指数関数的に膨張したという仮説（コズミックインフレーション）が提唱されています。この仮説は、宇宙の平坦性や均一性や密度揺らぎなどを説明することができます。しかし、コズミックインフレーションを引き起こした原因やメカニズムはまだ不明です。ワープした余剰次元では、私たちのブレーンと隠れたブレーンが近づいたり離れたりすることで、5次元空間の歪みが変化します。この歪みの変化が私たちのブレーンにインフレーションを引き起こす可能性があります。つまり、コズミックインフレーションは5次元空間のダイナミクスによって生じていると考えることができます。

以上のように、「ワープした余剰次元」の理論は、物理学の様々な問題に新しい視点を提供しています。もちろん、この理論はまだ検証段階であり、確定的なものではありません。しかし、この理論が正しいとすれば、私たちが住む宇宙は想像以上に奥深く複雑で美しいものであることがわかります。

リサ・ランドール博士が見る宇宙の未来と可能性

リサ・ランドール博士は、自身の理論だけでなく、宇宙全体に関心を持っています。彼女は、宇宙の起源や進化や運命について、常に探求し続けています。彼女は、宇宙にはまだ知られていない多くの謎や驚きがあると考えています。例えば、

- ダークマターとダークエネルギー：宇宙の約95%を占めるとされるダークマターとダークエネルギーは、私たちにはまだ見えないものです。ダークマターは重力的に作用するが、他の力には反応しない物質であり、ダークエネルギーは宇宙の加速膨張を引き起こす謎のエネルギーです。これらの正体や起源や役割はまだ不明ですが、リサ・ランドール博士は、余剰次元やブレーンワールドと関係している可能性があると考えています。

- マルチバース：私たちが住む宇宙は、無数の別の宇宙と並存しているという仮説（マルチバース）があります。これらの別の宇宙は、私たちの宇宙と異なる物理法則や定数や歴史を持っているかもしれません。リサ・ランドール博士は、ブレーンワールドでは、私たちのブレーン以外にも様々なブレーンが存在しており、それぞれが別の宇宙を形成している可能性があると考えています。

- エイリアン：私たち以外にも知的な生命体が存在するという仮説（エイリアン）があります。これらの生命体は、私たちと同じように惑星や恒星や銀河を探検しているかもしれません。リサ・ランドール博士は、エイリアンが存在する可能性は高いと考えていますが、彼らとコンタクトすることは難しいと考えています。彼女は、エイリアンが私たちと同じような感覚や思考やコミュニケーションを持っているとは限らないし、彼らが私たちに興味を持っているとも限らないと言っています。

このように、リサ・ランドール博士は、宇宙の未来や可能性について幅広く考察しています。彼女は、科学的な知識だけでなく、想像力や創造力も重要だと言っています。彼女は、物理学が人間の精神的な探求に貢献することを信じており、人々に科学への興味や関心を持ってもらうことを目指しています。

まとめ

今回は、ハーバード大学の理論物理学者であるリサ・ランドール博士について紹介しました。リサ・ランドール博士は、「ワープした余剰次元」という画期的な理論で世界的に有名です。この理論は、私たちが住む宇宙が4次元ではなく5次元であるというもので、重力や素粒子の性質を説明することができます。

また、この理論は、平行宇宙や異次元の存在も示唆しています。リサ・ランドール博士は、自身の理論だけでなく、宇宙全体に関心を持っており、ダークマターやダークエネルギーやマルチバースやエイリアンなどについても考察しています。彼女は、物理学が人間の精神的な探求に貢献することを信じており、人々に科学への興味や関心を持ってもらうことを目指しています。

リサ・ランドール博士は、物理学者としてだけでなく、作家や芸術家としても才能を発揮しています。彼女はこれまでに3冊の一般向けの本を出版しており、「ワープする宇宙」や「宇宙の扉をノックする」や「ダークマターと恐竜絶滅」などが日本語でも読めます。これらの本では、彼女自身が研究している余剰次元やブレーンワールドといった難解な理論を、わかりやすく説明しています。

また、彼女はオペラの台本を書いたり、美術展に参加したりと、科学と芸術の融合にも挑戦しています。彼女は、物理学がクリエイティブであることを人々に伝えることが重要だと考えています。

この記事では、リサ・ランドール博士について紹介しました。彼女は、「ワープした余剰次元」という画期的な理論で世界的に有名な理論物理学者です。彼女は、物理学の様々な問題に新しい視点を提供しており、宇宙の未来や可能性について幅広く考察しています。彼女は、物理学者としてだけでなく、作家や芸術家としても才能を発揮しており、科学への興味や関心を持ってもらうことを目指しています。

私は、リサ・ランドール博士のような素晴らしい物理学者に憧れています。彼女は、私たちが住む宇宙が想像以上に奥深く複雑で美しいものであることを教えてくれます。

皆さんも、リサ・ランドール博士の本や講演をチェックしてみてください。きっと、宇宙に対する新しい見方や感動を得ることができるでしょう。

それでは、今回はこの辺で失礼します。次回もお楽しみに。