ベントレーのパラドックス（リチャード・ベントレーにちなんで名付けられた）は、ニュートンの万有引力理論を宇宙論に適用した際に生じる問題を指摘する。この宇宙論的パラドックスは、もしすべての星が重力によって互いに引き寄せられるならば、それらは一点に収束するはずである、というものである。
1687年、アイザック・ニュートンは万有引力の法則を包含する『プリンキピア』を出版しました。5年後、ニュートンの理論と無神論の否定に関する講義を準備していた若き聖職者であり学者でもあったリチャード・ベントレーは、ニュートンに手紙を書きました。有限の宇宙において、もしすべての星が互いに引き合うとしたら、それらは一点に収束するのではないでしょうか？そして、無限の数の星が存在する無限の宇宙においては、すべての星はあらゆる方向に作用する無限の力によって引き離されるのではないでしょうか？ニュートンは返事の中で、最初の点に同意し、無限の数の星が存在する無限の宇宙を主張しました。そうすれば、すべての星はあらゆる方向に均等に引き寄せられ、力は打ち消し合い、収束は起こりません。ニュートンは、そのような不安定な平衡を収束なく維持するには、星を正確に配置する必要があるという問題を認識し、後に神は「絶え間ない微細な修正」によって収束を防いでいると主張しました。「太陽と固定された星々が重力によって衝突するのを防ぐには、絶え間ない奇跡が必要なのです。」[1] [2]
ニュートンとベントレーはともに星は動いていないと考えており、運動する星については考慮していなかった。[2]有限個の互いに引力し合う運動する星は確かに崩壊を回避できる。[3]
今日では、重力を受ける物質で均一に満たされた無限の宇宙が、もし静的な配置から生まれたとしたら、確かに崩壊するであろうことが知られています。この結論はもともと一般相対性理論[3]から導き出されましたが、ニュートンには利用できなかった数学的ツールを用いたニュートンの重力理論によっても予測されています。[ 4 ] [5]
ニュートンの説明は宇宙論の観点からはかなり不十分であったが、ベントレーのパラドックスは「ビッグバン」の反対の現象である「ビッグクランチ」の原因であることが証明されるかもしれない。[6]
参考文献と注釈
- ^ クロスウェル、ケン（2001年）『真夜中の宇宙：宇宙を照らす観測』ニューヨーク：フリープレス、p.8、ISBN 978-0-684-85931-6。
{{cite book}}: CS1 maint: 発行者の所在地 (リンク) - ^ ab ホスキン、マイケル (1985). 「ストゥークリーの宇宙論とオルバースのパラドックスのニュートン的起源」.天文学史ジャーナル. 16 (2): 77–112 [86–89]. Bibcode :1985JHA....16...77H. doi :10.1177/002182868501600201. S2CID 117384709.
- ^ ab Harrison, Edward (1986). 「ニュートンと無限の宇宙」(PDF) . Physics Today . 39 (2): 24– 32. Bibcode :1986PhT....39b..24H. doi :10.1063/1.881049. ISSN 0031-9228. 2022年7月15日時点の オリジナル(PDF)からのアーカイブ。 2022年5月8日閲覧。
- ^ ティプラー、王立天文学会月報282(1)、206-210 (1996)。
- ^ ギボンズ＆エリス、古典重力と量子重力31（2）、025003（2014）、arXiv：1308.1852
- ^ ブライアン・クレッグ（2009年8月4日）「何が、そしてどれほど大きいのか？」『ビッグバン以前：宇宙の前史』セント・マーチンズ・プレス、32～35頁。ISBN 9780312385477
