宇宙で最も危険な2つの数字が物理学の終焉を脅かしている
The 2 most dangerous numbers in the universe are threatening the end of physics
Newton 「無」の物理学: 素粒子を生み，宇宙を生んだ
posted with amazlet at 16.01.17
A deeply disturbing and controversial line of thinking has emerged within the physics community.
深く不穏で議論の余地のある考え方が物理学のコミュニティの内部で出てきました。
- deeply - 深く、ひどく、つくづく
- disturbing - 不穏な
- controversial - 物議をかもす
- emerged - 登場した
It's the idea that we are reaching the absolute limit of what we can understand about the world around us through science.
それは、私たちを取り巻くこの世界について、科学を通じて私たちが理解できることの絶対的な限界点へ到達つつあるという考えです。
"The next few years may tell us whether we'll be able to continue to increase our understanding of nature or whether maybe, for the first time in the history of science, we could be facing questions that we cannot answer," Harry Cliff, a particle physicist at the European Organization for Nuclear Research — better known as CERN — said during a recent TED talk in Geneva, Switzerland.
欧州原子核研究機構（CERN）の素粒子物理学者 Harry Cliffが、先日スイスのジュネーブでのTEDトークで次のように語りました。 「私たちは自然への理解を、さらに深め続けられるかどうか、もしくは、私たちが科学の歴史の中で、初めて答えられない問題に直面している可能性があるのではないかと。 次の数年間が、私たちに告げるかも知れない。」
Equally frightening is the reason for this approaching limit, which Cliff says is because "the laws of physics forbid it."
同様に恐ろしいのは、この限界へのアプローチの理由です。 Cliffが言っているのは「物理法則がそれを禁じている」ためです。
- Equally - 均等な
- frightening - 恐ろしい
- forbid - 禁止する
At the core of Cliff's argument are what he calls the two most dangerous numbers in the universe. These numbers are responsible for all the matter, structure, and life that we witness across the cosmos.
Cliffの主張の中心は、彼が宇宙で最も危険な2つの数字と呼んでいるものです。 この数字は、私たちが宇宙全体で遭遇する全ての事象、構造、生命などに深く関連しています。
- witness - 立ち会う、目撃する。
And if these two numbers were even slightly different, says Cliff, the universe would be an empty, lifeless place.
もし、この2つの数字が少しでも違っているのならば、この宇宙は生命のいない空虚な世界になっていたでしょうと、Cliffが言います。
Dangerous No. 1: The strength of the Higgs field
危険な第一の数字：ヒッグス場の強さ
The first dangerous number on Cliff's list is a value that represents the strength of what physicists call the Higgs field, an invisible energy field not entirely unlike other magnetic fields that permeates the cosmos. As particles swim through the Higgs field, they gain mass to eventually become the protons, neutrons, and electrons comprising all of the atoms that make up you, me, and everything we see around us.
Cliffの上げる最初の危険な数字とは、物理学者がヒッグス場と呼ぶものの強さを表す値です。 ヒッグス場とは、宇宙に満たされている他の磁場とは全く違う見えないエネルギー場。
素粒子は宇宙を満たす見えないヒッグス場の中を泳ぎ、最終的に質量を獲得し、原子を構成する陽子や中性子、電子などに成り、あなたや私、そして私たちの周囲にある全ての物を形成しているのです。
- protons - 陽子
- neutron - 中性子
- electron - 電子
- comprising - 備える
Without it, we wouldn't be here.
ヒッグス場が無ければ、我々はここにいない。
We know with near certainty that the Higgs field exists because of a groundbreaking discovery in 2012, when CERN physicists detected a new elementary particle called the Higgs boson. According to theory, you can't have a Higgs boson without a Higgs field.
CERNの物理学者がヒッグス粒子を2012年に発見したため、ヒッグス場は、ほぼ確実に存在する。
- the Higgs boson - ヒッグス粒子
But there's something mysterious about the Higgs field that continues to perturb physicists like Cliff.
しかしヒッグス場には、物理学者を混乱させ続けている何か奇妙なことがある。
- perturb - 混乱させる
According to Einstein's theory of general relativity and the theory of quantum mechanics — the two theories in physics that drive our understanding of the cosmos on incredibly large and extremely small scales — the Higgs field should be performing one of two tasks, says Cliff.
アインシュタインの一般相対性理論と量子力学の理論 ― 私たちに宇宙を理解させる、信じられないほど大きなスケールと、究極的に小さなスケールの、2つの物理学の理論 ― によれば、ヒッグス場は、2つの仕事のうちの1つを実行しなくてはならない。そうCliffは言っています。
Either it should be turned off, meaning it would have a strength value of zero and wouldn't be working to give particles mass, or it should be turned on, and, as the theory goes, this "on value" is "absolutely enormous," Cliff says. But neither of those two scenarios are what physicists observe.
その強さの値には2つの状態がある。 最初は、オフの状態。これは強さが0であり、粒子に質量を与えないことを意味している。 そして、もうひとつはオンの状態で、この理論によれば、この「オンの値」は「絶対的に巨大」な値であると、Cliffが言います。 ただし、両方のシナリオのどちらも物理学者が観測したものではありません。
"In reality, the Higgs field is just slightly on," says Cliff. "It's not zero, but it's ten-thousand-trillion times weaker than it's fully on value — a bit like a light switch that got stuck just before the 'off' position. And this value is crucial. If it were a tiny bit different, then there would be no physical structure in the universe."
「現実には、ヒッグス場は少しだけオンなのです。 それはゼロではありませんが、完全なオンの値の10京分の1の値(1e-16)です。 しかしこの値が重要なのです。 少しでも違っているなら宇宙の物理的構造がなくなるでしょう。」
Why the strength of the Higgs field is so ridiculously weak defies understanding. Physicists hope to find an answer to this question by detecting brand-new particles at the newly upgraded particle accelerator at CERN. So far, though, they're still hunting.
このヒッグス場の強さが、ばかばかしいほどに弱い理由が、理解を阻んでいる。 物理学者たちは、新しくアップグレードされたCERNの素粒子加速器で、新たな素粒子を検出することにより、この問題の答えを見つけたいのですが、これまでのところ、発見されていません。
Dangerous No. 2: The strength of dark energy
危険な第二の数字：ダークエネルギーの強さ
Cliff's second dangerous number doubles as what physicists have called "the worst theoretical prediction in the history of physics." This perilous number deals in the depths of deep space and a mind-meltingly complex phenomenon called dark energy.
輪廻する宇宙 ダークエネルギーに満ちた宇宙の将来 (ブルーバックス)
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第二の危険な数字は、物理学者が「物理学の歴史で最悪の理論的予測」と呼ぶものを倍増します。 この危険な数字は、深宇宙の深さとダークエネルギーという複雑な現象に挑むものです。
- perilous - 危険な
Dark energy, a repulsive force that's responsible for the accelerating expansion of our universe, was first measured in 1998.
ダークエネルギーは1998年に初めて見つかった宇宙の加速膨張に関わっている反発する力です。
- repulsive - 反発
Still, "we don't know what dark energy is," Cliff admits. "But the best idea is that it's the energy of empty space itself — the energy of the vacuum."
まだよく分かっていないが、空っぽの宇宙空間の真空のエネルギーだと考えられている。
- the vacuum - 真空
If this is true, you should be able to sum up all the energy of empty space to get a value representing the strength of dark energy. And although theoretical physicists have done so, there's one gigantic problem with their answer:
もしこれが本当ならば、ダークエネルギーが表す値を得るため、全てのエネルギーを足しこめるので、理論物理学者がそうしてみたら、その答えで、巨大なひとつの問題が出てきてしまった：
"Dark energy should be 10120 times stronger than the value we observe from astronomy," Cliff said. "This is a number so mind-bogglingly huge that it's impossible to get your head around ... this number is bigger than any number in astronomy — it's a thousand-trillion-trillion-trillion times bigger than the number of atoms in the universe. That's a pretty bad prediction."
「ダークエネルギーは天文学で観測した値よりも 10の120乗倍も強くなければならない。 これは、天文学において一番大きな数字で、宇宙の原子の数の千×1兆×1兆×1兆倍というものです。 それは、とても悪い予測です。
On the bright side, we're lucky that dark energy is smaller than theorists predict. If it followed our theoretical models, then the repulsive force of dark energy would be so huge that it would literally rip our universe apart. The fundamental forces that bind atoms together would be powerless against it and nothing could ever form — galaxies, stars, planets, and life as we know it would not exist.
一方、ダークエネルギーが理論的予測より少ないことは良いことです。 理論モデルに従っていれば、恐ろしいダークエネルギーの力が文字通り宇宙を引き裂いている。 原子を結びつける根本的な力が弱まって、物の形が無くなる。銀河も星も惑星も生命もなくなってしまう。
On the other hand, it's extremely frustrating that we can't use our current theories of the universe to develop a better measurement of dark energy that agrees with existing observations. Even better than improving our theories would be to find a way that we can understand why the strength of dark energy and the Higgs field is what it is.
しかし反面、ダークエネルギーの上手い計測方法を開発するために、現在の宇宙理論を使えないということが困り物です。
Getting answers could be impossible
Cliff said there is one possible way to get some answers, but we might never have the ability to prove it. If we could somehow confirm that our universe is just one in a vast multiverse of billions of other universes, then "suddenly we can understand the weirdly fine-tuned values of these two dangerous numbers [because] in most of the multiverse dark energy is so strong that the universe gets torn apart, or the Higgs field is so weak that no atoms can form," Cliff said.
いくつかの答えを得るひとつの可能な方法があると、Cliffは言ったが、私たちは、それを証明する能力を決して持てないかもしれない。 もしこの宇宙が、他の10億の宇宙という広大な多元宇宙のうちの、ただひとつに過ぎないと、なんとか認められるのであれば、「これら2つの妙に精密に調整された危険な値を、私たちは突然理解できるのです。 （なぜなら）多元宇宙のダークエネルギーは、単一宇宙を引き裂くほど強く、また、ヒッグス場は、陽子が形成できないほどに弱い」 このように、Cliffは云いました。
- somehow - なんとか
- vast - 広大な
- multiverse - 多元宇宙
- torn - 引き裂く
（訳注：つまり、複数の宇宙が、ダークエネルギーが集中している多次元的な領域で、分断、もしくは仕切られているようなイメージかと思います。おそらく三次元空間の話ではありません。）
To prove this, physicists need to discover new particles that would uphold radical theories like string theory, which predicts the existence of a multiverse. Right now, there's only one place in the world that could possibly produce these particles, if they exist, and that's the Large Hadron Collider at CERN.
これを証明するには、物理学者は、多次元宇宙の存在を予測するひも理論のような、ラジカルな理論を支持する新たな素粒子を発見する必要があります。 今、現在、もしそれらの素粒子が存在するのなら、それらを製造し得る可能性のある場所が、世界にひとつだけあります。 それは、CERNの大型ハドロン衝突型加速器です。
And physicists only have two to three years before CERN shuts the LHC down for upgrades. If we haven't found anything by then, Cliff said, it could signal the beginning of the end.
"We may be entering a new era in physics. An era where there are weird features in the universe that we cannot explain. An era where we have hints that we live in a multiverse that lies frustratingly beyond our reach. An era where we will never be able to answer the question why is there something rather than nothing."
そして、物理学者たちには、CERNがこの加速器のアップブレードのためにシャットダウンするまで、2年から3年しか猶予がありません。 もし私たちがそれによって、何も発見できないのなら「終わりの始まり」のシグナルとなりうるとCliffは言いました。
「私たちは、物理学の新しい時代へ入っているのかもしれない。 私たちが説明できない奇妙な宇宙の機能が存在する時代。 私たちの手の届かない苛立ちが存在する、多元宇宙に暮らしているというヒントを持つ時代です。 なぜそこに何も無いのではなく何かがあるのだろう？という疑問に、私たちが決して答えられない時代なのです。」
元記事は以下からどうぞ。TEDの動画も元記事にあります。
