エドワード・トライオン | |
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| 生まれる | エドワード・ポーク・トライオン （1940年9月4日）1940年9月4日 |
| 死亡 | 2019年12月11日（2019年12月11日）（享年79歳） |
| 市民権 | アメリカ合衆国 |
| 母校 | コーネル大学 カリフォルニア大学バークレー校 |
| 知られている | 私たちの宇宙は真空の量子ゆらぎから生まれたという考えを提唱する |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 物理学者 |
| 機関 | コロンビア大学 ニューヨーク市立大学ハンターカレッジ |
| 博士課程の指導教員 | スティーブン・ワインバーグ |
エドワード・P・トライオン（1940年9月4日 - 2019年12月11日）は、アメリカの科学者であり、ニューヨーク市立大学ハンター校（CUNY）の物理学名誉教授であった。[1]彼は、宇宙が真空の量子ゆらぎから始まったと提唱した最初の物理学者である。 [2] [3]
若いころ
トライオンはインディアナ州テリーホートで生まれ育った。[4]彼はワイリー高校3年生の時に初めて物理学の授業を受けた。[5]
学問と知的影響
トライオンは1958年にコーネル大学に入学した。彼は教授の一人であったノーベル賞受賞者ハンス・ベーテの影響を受けた。特にベーテから受けたアドバイスに心を打たれたのは、「我々の直感はマクロな世界での経験に基づいている。我々の直感がミクロな現象に当てはまると期待する理由はない」というものだ。 [6]彼は1962年にコーネル大学を卒業し、物理学の学士号を取得した。[4]その後、カリフォルニア大学バークレー校で大学院課程を修了した。そこで彼はスティーブン・ワインバーグに大きな影響を受けた。彼は後に彼の指導者となるワインバーグの講義を受講した。[7]彼の博士論文は一般相対性理論と量子場の理論との関係に焦点を当てており[8]、「重力理論の古典的および量子場の理論的導出」と題された。[9]彼は1967年にカリフォルニア大学バークレー校を卒業し、物理学の博士号を取得した。
デニス・シアマと宇宙は真空の揺らぎであるという考え
1969年（この話の一部では1970年とされている）、トライオンはコロンビア大学でイギリスの宇宙学者デニス・シアマの講義を受けていました。[10]シアマが話を少し止めた時、トライオンは突然こう言いました。「宇宙は真空の揺らぎなのだろうか？」[11]皆は冗談だと思って笑いました。[12]恥ずかしさのあまり、彼はそれが事実ではないことを誰にも説明しませんでした。トライオンは、この出来事を思い出したのは、このテーマに関する論文を発表した時に思い出したからだと語っています。[13]
キャリア
トライオンの専門は、理論的なクォーク模型、理論的な一般相対性理論、そして宇宙論である。1973年、彼は宇宙は真空エネルギーにおける大規模な量子ゆらぎであると提唱した。これは真空生成仮説、あるいはゼロエネルギー宇宙仮説と呼ばれている。彼は「宇宙とは、単に時折起こる事象の一つに過ぎない」と述べたと伝えられている。[14]
1967年、コロンビア大学で研究助手として働き始め、1968年には助教授に就任し、1971年まで同大学で勤務した。[1]
トライオンは1971年にコロンビア大学を去り、ニューヨーク市立大学ハンターカレッジで働き始め、教授として残りの学歴をそこで過ごした。
宇宙は真空の揺らぎなのでしょうか？
1970年代初頭、ほとんどの物理学者は、科学の限界内ではビッグバン以前の出来事について語ることはできないと考えていました。[15]科学者はなぜ何かが存在し、なぜ何もないのかを説明できない、という認識はほぼ普遍的にありました。これは、トライオンがハンター大学での研究生活に落ち着き始めた頃の科学界の風潮でした。しかし、到着後まもなく、彼は現代科学が宇宙をどのように捉えているかを徹底的に研究する必要があると感じた執筆プロジェクトに携わりました。[16]宇宙学者が宇宙を様々な角度から捉えている様子を研究する中で、彼は宇宙の誕生の全く新しい可能性を発見したと考えました。彼はこの考えを科学論文としてまとめ、出版を目指しました。Physical Review Letters誌に投稿しましたが、却下されました。その後、彼は「編集者への手紙」として掲載されることを期待して、英国の科学誌Nature誌に送りました。Nature誌の編集者は、この論文をそのまま採用しただけでなく、特集記事として掲載することを決定しました。[17]
この論文は1973年12月、「宇宙は真空の揺らぎか？」というタイトルでネイチャー誌に掲載されました。[18]この論文は、私たちの宇宙が真空の量子揺らぎから生まれたという考えを提唱しました。[19]宇宙学者のアレクサンダー・ヴィレンキンはこの論文について次のように述べています。「トライオンが示唆していたのは、膨大な量の物質を含む私たちの宇宙全体が巨大な量子揺らぎであり、それがどういうわけか100億年以上も消えずにいたということだ。」[20]物理学者のアラン・グースは、この論文について次のように述べています。「物議を醸した2ページの論文の中で、トライオンは、まれに宇宙全体が真空から物質化する可能性があり、私たちの宇宙もこのように始まった可能性があるという驚くべき提案を展開した。」[21]これは、科学者が科学を用いて、私たちの宇宙がどのようにして無から生まれたのかを説明しようとした初めての事例でした。[17]
トライオンは論文の中でまず、我々の宇宙がどのようにして無から誕生し、しかも物理法則を遵守できたのかというアイデアを取り上げている。熱力学第一法則によれば、エネルギーは生成も破壊もできない。トライオンは、このエネルギー保存の法則に違反することなく、我々の宇宙が無から誕生したと主張する必要があった。彼は、質量による正のエネルギーと重力による負のエネルギーがすべて打ち消し合い、エネルギーゼロの宇宙が生じると理論づけた。トライオンはこのアイデアを一般相対論者のピーター・バーグマンから学んだとしている。[18]質量による正のエネルギーが重力による負のエネルギーを打ち消すため、我々は正味エネルギーゼロの宇宙に住んでいるかもしれないというアイデアを最初に提唱したのは、物理学者リチャード・C・トールマンである。トライオンは我々の宇宙が正味エネルギーゼロであると信じていたため、論文の中で次のように記している。「もしこれが事実であるならば、我々の宇宙はいかなるエネルギー保存則にも違反することなく、どこからともなく現れた可能性がある。」
トライオンはその後、私たちの宇宙が真空の量子ゆらぎからどのようにして生まれたのかを説明しました。彼は、量子力学や量子場の理論など、現在知られている科学法則を、現在知られている宇宙が存在する以前の時代に単純に当てはめることで、これを行いました。多くの物理学者と同様に、彼は私たちの宇宙が存在する前に真空、つまり何もない空間が存在していたと信じていました。量子力学と量子場の理論によれば、物質のない見かけ上の真空は真空のゆらぎを支えることができます。量子レベルでは、不確定性原理により、エネルギー保存の法則がほんの一瞬破られ、仮想粒子が現れたり消えたりすることがあります。トライオンによれば、私たちの宇宙が存在する前から存在していた真空にも仮想粒子が存在し、無（真空）から生じたこれらの量子ゆらぎが最終的にこれらの粒子の1つを出現させ、私たちの宇宙になったのだそうです。[22]
トライオンは、これらの仮想粒子の一つがどのようにして私たちの宇宙のような宇宙へと成長するのかを説明することはできませんでしたが、論文の中で「物理法則は真空の揺らぎのスケールに制限を設けていない」と述べています。また、論文の中で「私たちの宇宙における真空の揺らぎはおそらく非常に稀である」とも述べています。
トライオンは真空の量子ゆらぎから宇宙が発展したと初めて提唱したが、ドイツの物理学者パスクアル・ジョルダンは、量子遷移によって真空から星がどのようにして生成されるかについて初めて語った人物である。1930年代、多くの物理学者が、我々が継続的で永遠の宇宙に住んでいるとしたら、物質がどのように生成されたかを説明する方法を探っていた。ジョルダンは、太陽の正の質量エネルギーが重力による負のエネルギーを打ち消し、太陽のエネルギーがゼロになる仕組みを知っていた。このことから、彼は真空からの量子遷移によって新しい太陽が生成されるのを妨げるものは何かと推測するに至った。[23]ジョルダンは、我々の宇宙が真空の量子ゆらぎによって生成された可能性を示唆したのではなく、永遠の宇宙の中で物質がどのように生成されるかを示唆したのである。
1970年代初頭、ソビエト連邦出身のウクライナ人、ピョートル・イワノヴィチ・フォミン（PI Fomin）は、宇宙が量子過程によって発生した可能性があるという考えを独自に考案したようです。[23]しかし、彼はトライオンのほぼ2年後の1975年まで論文を発表しなかったため、科学界はトライオンをこの考えを最初に考案した人物として評価しました。
トライオンはまた、この量子現象には目的も原因もないと信じていました。本質的には、彼は「我々の宇宙はこのようにして誕生した可能性があり、そのような創造現象には原因は不要であることを強調した」と述べていました。[24]これが、トライオンが「なぜそれが起こったのかという問いに対する答えとして、私は控えめな提案をします。我々の宇宙は、単に時折起こる出来事の一つに過ぎないのです」と書いた理由です。
トライオンの論文は、宇宙の起源の謎が解明されたかのような印象を与えますが、実際にはそうではありません。論文では「宇宙が埋め込まれているより大きな空間」の存在について言及されていますが、この概念は非常に曖昧で簡潔な説明にとどまっています。さらに、トライオンは物理法則によって許容される偶然によって宇宙が誕生したと提唱していますが、物理法則が何によって生み出されたのかについては言及しておらず、宇宙創造の謎は未だ完全に解明されていません。
作品
- トライオン、エドワード P.「宇宙は真空の変動か？」ネイチャー、 246（1973）、pp.396-397。
参照
参考文献
- ^ ab レイノサ、ピーター (2016年3月16日). 「なぜエドワード・P・トライオンは世界的に有名な物理学者ではないのか？」ハフィントン・ポスト. 2016年3月23日閲覧。
- ^ インピー、411ページ
- ^ トライオン、エドワード・P. (1973). 「宇宙は真空の揺らぎか？」 . Nature . 246 (5433): 396– 397. Bibcode :1973Natur.246..396T. doi :10.1038/246396a0 . 2016年3月26日閲覧。
- ^ アブ ・グリビン、p.303
- ^ パーカー、186ページ
- ^ パーカー、pp.186-187
- ^ パーカー、187-188ページ
- ^ パーカー、188ページ
- ^ トライオン、エドワード・ポーク (1967). 「重力理論の古典的および量子場理論的導出」ハーバード教育.書誌コード:1967PhDT........32T.
- ^ グス、12ページ
- ^ グリビン、304ページ
- ^ ヴィレンキン、183ページ
- ^ パーカー、189ページ
- ^ グス、14ページ
- ^ シャイソン、42ページ
- ^ パーカー、189-190ページ
- ^ ab Guth、p.271
- ^ ab Tryon, Edward P. (1973). 「宇宙は真空の揺らぎか？」Nature . 246 (5433): 396– 397. Bibcode :1973Natur.246..396T. doi :10.1038/246396a0. 2017年3月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年3月29日閲覧。
- ^ Vuletic, Mark I. 「無からの創造 - 神なし」 The Secular Web . 2016年3月29日閲覧。
- ^ ヴィレンキン、184ページ
- ^ グス、272ページ
- ^ グレイザー、307ページ
- ^ グリビン著、344ページ
- ^ ヴィレンキン、184-185ページ
一次資料
- チェイソン、エリック（1981年）『宇宙の夜明け：物質と生命の起源』ニューヨーク：WWノートン社、ISBN 978-0-393-30587-6。
- グレイザー、マルセロ（1997年）『踊る宇宙：創造神話からビッグバンまで』ニューヨーク：ペンギンブックス、ISBN 978-0-525-94112-5。
- グリビン、ジョン (2008). 『ビッグバンを探して：宇宙の生と死』ペンギンブックス. 書誌コード:1998isbb.book.....G. ISBN 978-0-14-026989-5。
- ガス、アラン・H. (1997). 『インフレーション宇宙：宇宙の起源に関する新理論の探求』ニューヨーク：ベーシックブックス. ISBN 978-0-201-14942-5。
- インピー、クリス（2012年）『How It Began: A Time-Traveler's Guide to the Universe』ニューヨーク：W. W. Norton & Company. ISBN 978-0-393-08002-5。
- パーカー、バリー（1998年）『創造：宇宙の起源と進化の物語』ニューヨーク：プレナム・プレス、ISBN 978-0-306-42952-1。
- アレックス・ヴィレンキン（2006年）『多世界一：他の宇宙の探究』ニューヨーク：ヒル・アンド・ワン社、ISBN 978-0-8090-9523-0。
