哲学者は何千年もの間、「無」の本質について議論してきましたが、現代の科学はそれについて何を語っているのでしょうか。 The Conversation のインタビューで、英国王立天文学者、ケンブリッジ大学宇宙論・天体物理学名誉教授のマーティン・リースは、物理学者が「無」について話すとき、それは空の空間（真空）を意味していると説明しています。 しかし、実験によると、何もない空間は実は空ではないのです。そこには不思議なエネルギーが潜んでいて、宇宙の運命について何か教えてくれるかもしれません。

Q: 空の空間は本当に無と同じなのでしょうか？

A: 空の空間は私たちにとって無のように見えます。 例えて言えば、魚にとって水は何もないように見えるかもしれません-それは海に浮かぶ他のすべてのものを取り除いたときに残るものです。 それと同じように、空の空間は非常に複雑であると推測されているのです。

私たちは宇宙が非常に空であることを知っています。 宇宙の平均密度は10立方メートルにつき原子1個程度で、地球上で実現できるどの真空よりもはるかに希薄である。 しかし、たとえすべての物質を取り除いたとしても、空間には一種の弾力性があり、（最近確認されたように）重力波（空間自体の波紋）を伝播させることができます。 Q: 私たちがこの真空のエネルギーについて初めて知ったのは、20世紀になって原子や粒子の小さな世界を支配する量子力学が台頭してからのことです。 量子力学では、何もない空間は背景エネルギーの揺らぎの場であり、波や仮想粒子が現れては消えていくことを示唆しています。 さらに、仮想粒子は小さな力さえも生み出すことができるのだ。

A: 空の空間が大規模な力を発揮していることは、20年前に発見されました。 天文学者が、宇宙の膨張が加速していることを発見したのです。 これは驚きでした。 膨張は50年以上前からわかっていましたが、銀河などの構造物がお互いに重力で引っ張り合っているため、膨張は遅くなると誰もが思っていたのです。 しかし、この重力による減速を、膨張を “後押し “しているものが圧倒していることがわかり、大きな驚きを覚えました。 いわば、何もない空間そのものに潜むエネルギーが、大きなスケールで重力の引力を凌駕するような反発を引き起こしているのです。 ダークエネルギーと呼ばれるこの現象は、空っぽの空間が無特徴で無関係なものではないという事実を最も顕著に表している。 実際、ダークエネルギーは私たちの宇宙の長期的な運命を決定しているのです。 原子より一兆倍小さいスケールでは、時空の量子揺らぎは仮想粒子だけでなく、仮想ブラックホールをも生じさせることができます。 これは、私たちが観測できない範囲であり、重力の理論と量子力学を組み合わせて、理論的に何が起こるかを探る必要があるのですが、これがなかなか難しいのです。

A: これを理解することを目的とした理論はいくつかあり、最も有名なのは超ひも理論です。 しかし、どの理論もまだ現実の世界と関わっていないため、まだ検証されていない憶測の域を出ていません。 しかし、重力と量子の効果が出会うこの小さな小さなスケールでは、空間そのものが複雑な構造を持っている可能性があることは、ほぼ全員が認めていると思います。

私たちの宇宙には、左右、前後、上下に進むことができる3次元の空間があることが分かっています。 時間は4次元のようなものです。 しかし、もしあなたが空間の小さな点を拡大して、この小さな小さなスケールを探るようにしたら……私たちには見えない約5つの余分な次元でしっかりと巻かれた折り紙であることがわかるだろうという疑いが強いのです。 これは、ホースパイプを遠くから見たときに、ただの線だと思うようなものです。 でも、よく見ると、1つの次元が実は3次元だったのです。 超ひも理論には複雑な数学が含まれていますが、それはライバル理論も同じです。

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Q: 現在の理解で、宇宙全体が無から広がっていることをどう説明できますか？

A: ある不思議な変化や揺らぎが、突然、空間の一部を拡大させる引き金になったのかもしれません – 少なくとも一部の理論家はそう考えています。 量子論に内在する揺らぎは、宇宙全体を十分に小さなスケールに押し込めば、揺り動かすことができるはずです。 それは、10-44秒程度の時間、いわゆる「プランク時間」で発生する。 これは、時間と空間が絡み合って、時計が時を刻むという考え方が意味をなさないスケールです。 私たちの宇宙は、ナノ秒まで高い信頼性で推定することができ、プランク時間にもっと近いところまでは、ある程度の信頼性で推定することができます。 しかし、それ以降は、このスケールの物理学は、より複雑で壮大な理論に取って代わられなければならないからです。

Q: もし、空の空間のランダムな部分の揺らぎが宇宙を生み出したことが可能なら、なぜ同じことが空の空間の別の部分で起こり、無限多宇宙の中の並行宇宙を誕生させないのでしょうか？

A: 私たちのビッグバンは唯一ではなく、私たちが望遠鏡で見ているものは物理的現実のごく一部であるという考え方は、多くの物理学者の間で人気があります。 そして、周期的な宇宙には多くのバージョンがあります。 ビッグバンの強力な証拠が初めて出てきたのは、わずか50年前のことです。 しかし、それ以来、ビッグバンは周期的宇宙の一エピソードに過ぎないのではないか、という憶測が飛び交うようになりました。

ですから、ビッグバンが1回だったのか、それとも何回もあったのか、見当がつきません。

Q: 宇宙はどのように終わるのでしょうか？

A: 最も単純な長期予測では、宇宙は加速度的に膨張し続け、ますます空っぽになり、ますます冷たくなっていくと予測しています。 その中の粒子は崩壊し、希薄化が無限に進行する可能性があります。 そうすると、ある意味で膨大な宇宙空間ができあがりますが、そこは今よりもさらに空っぽになるのです。 これは1つのシナリオですが、ダークエネルギーの「方向」が斥力から引力に反転し、密度が再び無限大に向かう、いわゆる「ビッグクランチ」による崩壊が起こるというシナリオもあるのです。

また、物理学者ロジャー・ペンローズによる、宇宙は膨張を続け、ますます希薄になりますが、どういうわけか、光の粒子である光子以外何もないときに、物事を「再スケール」することができ、この巨大な希薄化の後、空間がある意味で新しいビッグバンの発電機になるというアイデアもあります。 しかし、ペンローズのアイデアを説明しろというのはご勘弁を。

A: 科学は疑問に答えようとしますが、答えるたびに新しい疑問が浮かび上がってきて、完全な解明には至りません。 私が研究を始めた1960年代後半は、ビッグバンがあったかどうかで論争がありました。 現在では、ビッグバンがあったかどうかの議論はなくなり、現在の138億年からナノ秒までの宇宙がどのようなものであったかを約2％の精度で語ることができるようになったのです。 これは大きな進歩です。 ですから、今後50年以内に、量子時代や「インフレーション」時代に何が起こるかという難問が解明されると考えても、決してばかげた楽観的な話ではないのです。

しかし、もちろん、これは別の問題を提起します：科学のどれだけが人間の脳にアクセスできるようになるのでしょうか？ 例えば、超ひも理論の数学はある意味で現実を正しく記述しているが、それを本物の観測と照合できるほどには理解できないことが判明するかもしれない。 そうなると、より完全な理解を得るためには、ある種のポスト・ヒューマンの出現を待たねばならないかもしれません。

しかし、これらの謎を熟考する誰もが、物理学者の空っぽの空間-真空-は、哲学者の「無」と同じではないことに気付くべきである。