the Nobel Prize in physics

ノーベル物理学賞が

was awarded to two teams of astronomers

二つの天文学者のチームに授与されました

for a discovery that has been hailed

天体観測史上最大とも言われる発見が

as one of the most important

天体観測史上最大とも言われる発見が

astronomical observations ever.

受賞に値すると認められたのです

And today, after briefly describing what they found,

今日はこの発見を簡単に紹介し

I'm going to tell you about a highly controversial framework

この発見の解釈に用いられる 賛否の分かれる枠組みを紹介します

for explaining their discovery,

この発見の解釈に用いられる 賛否の分かれる枠組みを紹介します

namely the possibility

この枠組とは

that way beyond the Earth,

地球､銀河系､その他の銀河の はるか向こうでは

the Milky Way and other distant galaxies,

地球､銀河系､その他の銀河の はるか向こうでは

we may find that our universe

我々の宇宙はひとつではなく

is not the only universe,

我々の宇宙はひとつではなく

but is instead

沢山の宇宙が入り混じった

part of a vast complex of universes

「多元宇宙」というものの一部であるという 可能性です

that we call the multiverse.

「多元宇宙」というものの一部であるという 可能性です

Now the idea of a multiverse is a strange one.

多元宇宙といわれてもピンときません

I mean, most of us were raised to believe

殆どの人は「宇宙」とは全てを意味すると 信じて育ってきました

that the word "universe" means everything.

殆どの人は「宇宙」とは全てを意味すると 信じて育ってきました

And I say most of us with forethought,

「殆どの人は」と断ったのは こんな事があったからです

as my four-year-old daughter has heard me speak of these ideas since she was born.

4歳の娘はこの様な考えを 聞きながら育ってきました

And last year I was holding her

去年のことです そんな娘にこう語り掛けました

and I said, "Sophia,

「ソフィア､宇宙で 一番好きだよ」

I love you more than anything in the universe."

「ソフィア､宇宙で 一番好きだよ」

And she turned to me and said, "Daddy,

すると こんな答えが返ってきました 「パパ､宇宙それとも多元宇宙？」

universe or multiverse?"

すると こんな答えが返ってきました 「パパ､宇宙それとも多元宇宙？」

(Laughter)

（笑）

But barring such an anomalous upbringing,

例え このような変わった環境に育っても

it is strange to imagine

我々と違う世界を想像するのは 難しいものです

other realms separate from ours,

我々と違う世界を想像するのは 難しいものです

most with fundamentally different features,

違った機能や特性を持った 全く別の宇宙です

that would rightly be called universes of their own.

違った機能や特性を持った 全く別の宇宙です

And yet,

しかしこのアイデアが全くの仮説であっても

speculative though the idea surely is,

しかしこのアイデアが全くの仮説であっても

I aim to convince you

真剣に考える理由があることを 解って頂きたいのです

that there's reason for taking it seriously,

真剣に考える理由があることを 解って頂きたいのです

as it just might be right.

これが真実かもしれません

I'm going to tell the story of the multiverse in three parts.

多元宇宙の話は３部に分けてお話します

In part one,

第１部では ノーベル賞受賞の観測結果と

I'm going to describe those Nobel Prize-winning results

第１部では ノーベル賞受賞の観測結果と

and to highlight a profound mystery

それによってもたらされた 重要な謎についてお話します

which those results revealed.

それによってもたらされた 重要な謎についてお話します

In part two,

第２部では その謎を解き明かす仮説を紹介します

I'll offer a solution to that mystery.

第２部では その謎を解き明かす仮説を紹介します

It's based on an approach called string theory,

弦理論に基づいたものです

and that's where the idea of the multiverse

ここで多元宇宙のアイデアが登場します

will come into the story.

ここで多元宇宙のアイデアが登場します

Finally, in part three,

そして最後の第３部で

I'm going to describe a cosmological theory

インフレーションと言う 宇宙理論 についてお話します

called inflation,

インフレーションと言う 宇宙理論 についてお話します

which will pull all the pieces of the story together.

これはバラバラな話を まとめるものです

Okay, part one starts back in 1929

第１部は1929 年に始まります

when the great astronomer Edwin Hubble

偉大な天文学者エドウィン・ハッブルが

realized that the distant galaxies

遥か彼方にある銀河が 我々から どんどん遠ざかっているのに気付き

were all rushing away from us,

遥か彼方にある銀河が 我々から どんどん遠ざかっているのに気付き

establishing that space itself is stretching,

宇宙がだんだんと大きくなり

it's expanding.

膨張している事実を確立しました

Now this was revolutionary.

これには皆 びっくりしました

The prevailing wisdom was that on the largest of scales

それまでの通常の考えでは

the universe was static.

宇宙は不変であるというものでした

But even so,

しかし 膨張が正しいにせよ

there was one thing that everyone was certain of:

少なくとも膨張の速度は 衰えているはずです

The expansion must be slowing down.

少なくとも膨張の速度は 衰えているはずです

That, much as the gravitational pull of the Earth

地球の重力によって投げ上げたリンゴの 上昇が次第に遅くなるように

slows the ascent of an apple tossed upward,

地球の重力によって投げ上げたリンゴの 上昇が次第に遅くなるように

the gravitational pull

銀河同士の重力が お互いに作用しあって

of each galaxy on every other

銀河同士の重力が お互いに作用しあって

must be slowing

膨張の速度を衰えさせているはずです

the expansion of space.

膨張の速度を衰えさせているはずです

Now let's fast-forward to the 1990s

ここで歴史を1990年に進めましょう

when those two teams of astronomers

冒頭でお話した二つの天文学者のチームが

I mentioned at the outset

冒頭でお話した二つの天文学者のチームが

were inspired by this reasoning

この考えに興味を持ち

to measure the rate

膨張の減速の度合いを測ることにしました

at which the expansion has been slowing.

膨張の減速の度合いを測ることにしました

And they did this

彼らは入念に遠く離れた銀河の位置を測り

by painstaking observations

彼らは入念に遠く離れた銀河の位置を測り

of numerous distant galaxies,

それをチャートにして

allowing them to chart

長い年月の間に膨張の速度が どのように変化したか分析しました

how the expansion rate has changed over time.

長い年月の間に膨張の速度が どのように変化したか分析しました

Here's the surprise:

すると 思いがけない結果が出ました

They found that the expansion is not slowing down.

膨張は次第に衰えているどころか

Instead they found that it's speeding up,

次第に加速している事が解ったのです

going faster and faster.

次第に加速している事が解ったのです

That's like tossing an apple upward

投げ上げたリンゴが 上に行くに従って 速度を増すようなものです

and it goes up faster and faster.

投げ上げたリンゴが 上に行くに従って 速度を増すようなものです

Now if you saw an apple do that,

そんなリンゴを見たら

you'd want to know why.

なにが起こっているのか知りたくなります

What's pushing on it?

どんな力が働いているのだろう？

Similarly, the astronomers' results

同様に このノーベル賞受賞の素晴らしい発見にも

are surely well-deserving of the Nobel Prize,

同様に このノーベル賞受賞の素晴らしい発見にも

but they raised an analogous question.

似たような疑問が起こりました

What force is driving all galaxies

銀河同士を加速的に引き離すには

to rush away from every other

銀河同士を加速的に引き離すには

at an ever-quickening speed?

どんな力が働いているのだろう？

Well the most promising answer

答えとして最も可能性のあるのが

comes from an old idea of Einstein's.

古いアインシュタインのアイデアです

You see, we are all used to gravity

私達は重力というと 普通

being a force that does one thing,

物を引き付け合う力だと思いますが

pulls objects together.

物を引き付け合う力だと思いますが

But in Einstein's theory of gravity,

アインシュタインの一般相対性理論によると

his general theory of relativity,

アインシュタインの一般相対性理論によると

gravity can also push things apart.

重力が物を押し離すこともあるのです

How? Well according to Einstein's math,

どうやって？アインシュタインの計算では

if space is uniformly filled

もし宇宙が均一で見えない霧のような エネルギーで

with an invisible energy,

もし宇宙が均一で見えない霧のような エネルギーで

sort of like a uniform, invisible mist,

満たされているとすると

then the gravity generated by that mist

その霧の生む重力は

would be repulsive,

物を押し離す反発性の重力になります

repulsive gravity,

物を押し離す反発性の重力になります

which is just what we need to explain the observations.

これは観測にうまく当てはまります

Because the repulsive gravity

この宇宙の見えないエネルギーは 現在 ダークエネルギーと呼ばれ

of an invisible energy in space --

この宇宙の見えないエネルギーは 現在 ダークエネルギーと呼ばれ

we now call it dark energy,

見やすいよう 白い煙状になっていますが

but I've made it smokey white here so you can see it --

見やすいよう 白い煙状になっていますが

its repulsive gravity

このエネルギーの反発性の重力が

would cause each galaxy to push against every other,

銀河同士を押し離しあって 膨張を加速させているのです

driving expansion to speed up,

銀河同士を押し離しあって 膨張を加速させているのです

not slow down.

減速ではありません

And this explanation

この説明はかなりの進歩です

represents great progress.

この説明はかなりの進歩です

But I promised you a mystery

でもこの第１部には 謎があるとお約束しました

here in part one.

でもこの第１部には 謎があるとお約束しました

Here it is.

それは次のようなものです

When the astronomers worked out

宇宙にダークエネルギーが どのくらいあれば

how much of this dark energy

宇宙にダークエネルギーが どのくらいあれば

must be infusing space

膨張の加速が起こるか 天文学者が計算したところ

to account for the cosmic speed up,

膨張の加速が起こるか 天文学者が計算したところ

look at what they found.

この様な答えが出ました

This number is small.

とても小さな数字です

Expressed in the relevant unit,

ここで適切な単位を使うと 驚くほど小さな数値です

it is spectacularly small.

ここで適切な単位を使うと 驚くほど小さな数値です

And the mystery is to explain this peculiar number.

「謎」はこの値の意味です

We want this number

物理の法則から この数値を 導ければ良いのですが

to emerge from the laws of physics,

物理の法則から この数値を 導ければ良いのですが

but so far no one has found a way to do that.

まだ誰も 成功していません

Now you might wonder,

皆さんこう思うかもしれまん

should you care?

気にする必要あるの？

Maybe explaining this number

この数字の説明なんて技術的な問題で

is just a technical issue,

この数字の説明なんて技術的な問題で

a technical detail of interest to experts,

専門家には興味がある詳細だけれど

but of no relevance to anybody else.

普通の人には関係ないことだろうと

Well it surely is a technical detail,

確かに技術的に些細な事ですが

but some details really matter.

こういうことが大切な事もあるのです

Some details provide

些細な事が未知の真実への

windows into uncharted realms of reality,

扉を開ける事もあります

and this peculiar number may be doing just that,

この数字がその鍵かもしれません

as the only approach that's so far made headway to explain it

なぜかと言うと これを説明しようとすると

invokes the possibility of other universes --

他の宇宙の存在の可能性が生じるからです

an idea that naturally emerges from string theory,

これは弦理論から来る考えですので

which takes me to part two: string theory.

ここで第２部：弦理論に移ります

So hold the mystery of the dark energy

ダークエネルギーの謎についには

in the back of your mind

ちょっと頭の片隅に置いておいてください

as I now go on to tell you

弦理論について三つ大切な事をお話します

three key things about string theory.

弦理論について三つ大切な事をお話します

First off, what is it?

まず 弦理論とは何でしょう？

Well it's an approach to realize Einstein's dream

これはアインシュタインの夢見た

of a unified theory of physics,

統一論を実現する試みです

a single overarching framework

宇宙の全ての力を これ一つで説明しようとする

that would be able to describe

宇宙の全ての力を これ一つで説明しようとする

all the forces at work in the universe.

フレームワークです

And the central idea of string theory

弦理論の中心になる考えは ごくシンプルなものです

is quite straightforward.

弦理論の中心になる考えは ごくシンプルなものです

It says that if you examine

ものを細かく見てみると

any piece of matter ever more finely,

見えるのはまず分子であり

at first you'll find molecules

見えるのはまず分子であり

and then you'll find atoms and subatomic particles.

それから 原子や素粒子が観測できます

But the theory says that if you could probe smaller,

理論では そこから更に中を見られるとすると

much smaller than we can with existing technology,

現在の技術で観察できるより小さいスケールでは

you'd find something else inside these particles --

これらの粒子の中に何かがあります

a little tiny vibrating filament of energy,

小さな振動するエネルギーの糸

a little tiny vibrating string.

小さな振動するひもです

And just like the strings on a violin,

バイオリンの弦は様々なパターンで振動し

they can vibrate in different patterns

バイオリンの弦は様々なパターンで振動し

producing different musical notes.

様々な音色を奏でます

These little fundamental strings,

これらの基本的なひもは様々なパターンで振動し

when they vibrate in different patterns,

これらの基本的なひもは様々なパターンで振動し

they produce different kinds of particles --

様々な種類の粒子となります

so electrons, quarks, neutrinos, photons,

電子やクオーク､ニュートリノ､光子など

all other particles

様々な粒子は皆 ひもの振動から生じるものとして

would be united into a single framework,

様々な粒子は皆 ひもの振動から生じるものとして

as they would all arise from vibrating strings.

ひとつの枠組みにまとめられます

It's a compelling picture,

説得力のある見方です

a kind of cosmic symphony,

宇宙のシンフォニー

where all the richness

我々のまわりにある全ての様々な物が

that we see in the world around us

我々のまわりにある全ての様々な物が

emerges from the music

この小さなひもの奏でる 音楽により生まれるのです

that these little, tiny strings can play.

この小さなひもの奏でる 音楽により生まれるのです

But there's a cost

しかしこのエレガントな 統一化には代償があります

to this elegant unification,

しかしこのエレガントな 統一化には代償があります

because years of research

過去何年もの研究で 弦理論には 数学的に問題があるのが解っています

have shown that the math of string theory doesn't quite work.

過去何年もの研究で 弦理論には 数学的に問題があるのが解っています

It has internal inconsistencies,

数学的な矛盾を取り除くためには

unless we allow

数学的な矛盾を取り除くためには

for something wholly unfamiliar --

我々に馴染みの無い 余剰次元を加えなければならないのです

extra dimensions of space.

我々に馴染みの無い 余剰次元を加えなければならないのです

That is, we all know about the usual three dimensions of space.

我々の慣れ親しんでいるのは 3次元の空間です

And you can think about those

これらは高さ 幅 奥行きで表されます

as height, width and depth.

これらは高さ 幅 奥行きで表されます

But string theory says that, on fantastically small scales,

でも弦理論ではごく小さなスケールに

there are additional dimensions

更に もっと沢山 次元が存在します

crumpled to a tiny size so small

小さく巻き上がっていて

that we have not detected them.

我々が見る事はできません

But even though the dimensions are hidden,

しかしこれらの次元が目に見えなくても

they would have an impact on things that we can observe

我々の見えるものに大きな影響を与えます

because the shape of the extra dimensions

なぜなら様々な次元の形が

constrains how the strings can vibrate.

ひもの振動の仕方を決めるからです

And in string theory,

弦理論では振動で全てが決まります

vibration determines everything.

弦理論では振動で全てが決まります

So particle masses, the strengths of forces,

粒子の質量､力の強さ

and most importantly, the amount of dark energy

そして 何よりもダークエネルギーの量が

would be determined

これらの次元の形によって決定されます

by the shape of the extra dimensions.

これらの次元の形によって決定されます

So if we knew the shape of the extra dimensions,

もし これら余剰次元の形が解れば

we should be able to calculate these features,

これらの特徴を計算でき

calculate the amount of dark energy.

ダークエネルギーの量も計算できるはずです

The challenge

問題はこれら余剰次元の形が わからないと言う事です

is we don't know

問題はこれら余剰次元の形が わからないと言う事です

the shape of the extra dimensions.

問題はこれら余剰次元の形が わからないと言う事です

All we have

数学によって適切とされる

is a list of candidate shapes

いくつかの候補となる形があるだけです

allowed by the math.

いくつかの候補となる形があるだけです

Now when these ideas were first developed,

研究の初期の段階では

there were only about five different candidate shapes,

候補になる形は５つほどでした

so you can imagine

それをひとつひとつ見て

analyzing them one-by-one

実際に私達の観測できる

to determine if any yield

物理的なものに あてはまるか 判断する事ができそうです

the physical features we observe.

物理的なものに あてはまるか 判断する事ができそうです

But over time the list grew

しかし時間が経つにつれ

as researchers found other candidate shapes.

候補になる形が増えました

From five, the number grew into the hundreds and then the thousands --

５つだったものが何百にも何千にもなったのです

A large, but still manageable, collection to analyze,

大きな数ですがまだどうにか分析できそうです

since after all,

こういうことは大学院生の仕事です

graduate students need something to do.

こういうことは大学院生の仕事です

But then the list continued to grow

しかしさらにその数は更に増え続け

into the millions and the billions, until today.

何百万､何十億となり

The list of candidate shapes

現在その数は10の500乗にもなりました

has soared to about 10 to the 500.

現在その数は10の500乗にもなりました

So, what to do?

どうすればよいのでしょう？

Well some researchers lost heart,

あきらめる研究者もでてきました

concluding that was so many candidate shapes for the extra dimensions,

余剰次元の形の候補がこんなにもたくさんあって

each giving rise to different physical features,

それそれが違う 物理的特徴を持っているのでは

string theory would never make

弦理論で検証可能な予測をすることは 不可能だと結論を出したのでした

definitive, testable predictions.

弦理論で検証可能な予測をすることは 不可能だと結論を出したのでした

But others turned this issue on its head,

しかし中にはこれを利用して

taking us to the possibility of a multiverse.

多元宇宙の可能性を追求したのです

Here's the idea.

簡単に説明するとこうなります

Maybe each of these shapes is on an equal footing with every other.

これらの形はすべて対等で

Each is as real as every other,

どれが本物と言うものではありません

in the sense

どれが本物と言うものではありません

that there are many universes,

沢山の宇宙がそれぞれ違う形で それぞれの余剰次元にあるわけです

each with a different shape, for the extra dimensions.

余剰次元において それぞれ形の違う沢山の宇宙があるわけです

And this radical proposal

これはとても急進的な発想で

has a profound impact on this mystery:

我々の謎に大きな影響を与えます

the amount of dark energy revealed by the Nobel Prize-winning results.

ノーベル賞受賞の観測がもたらした ダークエネルギーの量の謎にです

Because you see,

たとえば もし他に幾つもの宇宙があって

if there are other universes,

たとえば もし他に幾つもの宇宙があって

and if those universes

それぞれの宇宙の余剰次元が違う形だとすると

each have, say, a different shape for the extra dimensions,

それぞれの宇宙の余剰次元が違う形だとすると

then the physical features of each universe will be different,

それぞれの宇宙の特徴が違ってきます

and in particular,

特にそれぞれの宇宙にある ダークエネルギーの量も違うわけです