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  • A few months ago

    数ヶ月前

  • 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